Forschungsinfrastruktur
Für unsere wissenschaftliche Arbeit am Peter Grünberg Institut steht uns eine umfangreiche Forschungsinfrastruktur im Forschungszentrum Jülich und darüber hinaus zur Verfügung.
Die wichtigsten Einrichtungen, die wir am PGI nutzen, sind nachfolgend aufgelistet:
- Ernst Ruska-Centre, ER-C: Das Institut verfügt über einige der weltweit fortschrittlichsten Transmissionselektronenmikroskope sowie Werkzeuge zur Nanocharakterisierung, die in der Material- und Life-Science-Forschung verwendet werden.
- Helmholtz Nano Facility, HNF: einzigartige Reinraumanlage für die IT-Forschung
- Jülich Centre for Neutron Science, JCNS: modernste Neutronenquellen und -Instrumentation
- Jülich Synchrotron Radiation Lab, JSRL: Beamlines in Berlin (BESSY II), Hamburg (PETRA-III), Karlsruhe (KARA), Didcot, UK (DIAMOND) und Triest, Italien (Elettra) zur Untersuchung elektronischer Eigenschaften sowie der Struktur und Dynamik von Materialien mit Relevanz für Quanten- und neuromorphes Computing
- Jülich Supercomputing Center, JSC: Supercomputer zur Multiskalenmodellierung und Simulation von Materialien und Bauteilen
- Jülich Short-Pulsed Particle and Radiation Centre, JuSPARC: eine neue, interdisziplinäre Experimentieranlage zur Untersuchung zeitaufgelöster Prozesse bis hin zum Femtosekundenregime, mittels modernster Pump-Probe-Experimente basierend auf ultrakurz gepulsten Tischlasern
Innerhalb der unterschiedlichen Institutsbereiche des PGI betreiben wir Forschungsinfrastrukturen, die individuell an die spezifischen Forschungsthemen angepasst sind. Sie lassen sich unterteilen in Infrastrukturen zur Probevorbereitung und Infrastrukturen zur Probencharakterisierung:
Zur Probenvorbereitung nutzen wir eine breite Palette physikalischer und chemischer Abscheidungstechniken. Damit erzeugen wir Dünnschichtsysteme, Nanodrähte und Nanopunkte. Eine besondere Einrichtung für die Herstellung von Hybridsystemen ist das NanoCluster im HNF-Gebäude. Es wird auch für die meisten Nanostrukturierungs-Arbeiten (mittels Elektronenstrahllithographie) eingesetzt. Zur Synthese von Molekülen und molekularen Strukturen betreiben wir eine Reihe von spezialisierten Chemielaboratorien.
Zur Probencharakterisierung unterhält das Peter Grünberg Institut zahlreiche Verfahren für mikroskopische, spektroskopische und Streu-Untersuchungen, von denen einige speziell im eigenen Haus entwickelt wurden. Eine Reihe von Niedertemperatur-Rastertunnelmikroskopen, sowohl spinintegriert als auch spinaufgelöst, dienen der atomar aufgelösten Untersuchung von elektronischen und Spin-Konfigurationen an Oberflächen und molekularen Strukturen. Verschiedene Arten von Raster- und Vollfeld-Elektronenmikroskopen ermöglichen die Untersuchung von Phänomenen auf mesoskopischen Längenskalen.
Für Strukturanalysen setzen wir spezielle Röntgenstreuinstrumente ein. Eine breite Palette photonen- und elektronenspektroskopischer Methoden nutzen wir, um Elektronenzustände in kondensierten Materiesystemen bis auf das Niveau des Elektronenspins detailliert zu erforschen. Elektrische Transport-Eigenschaften können wir im auch bei sehr niedrigen Temperaturen und bei hohen Magnetfeldern messen. Zudem betreiben wir ein Electronic-Oxide-UHV-Cluster-Tool (EOC), das mittels Rastersonden-Methoden sowie Photoelektronen-Spektroskopie und -Spektromikroskopie eine In-situ-Charakterisierung und elektrische Manipulation von Oxid-Dünnschichten und -Bauteilen im Nano-Maßstab ermöglicht.