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 Trifft ein starker Laserpuls auf bestimmte Eisenlegierungen, z. B. eine Legierung aus Eisen und Vanadium, schmilzt das Material an der bestrahlten Stelle kurzzeitig auf und es bildet sich ein winziger magnetischer Bereich. Das entdeckte ein Team unter Federführung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und Beteiligung des Laserinstituts Hochschule Mittweida (LHM).

Graphen besteht aus nur einer Lage von Kohlenstoff-Atomen und zeigt bemerkenswerte Eigenschaften, unter anderem kann es elektrischen Strom ausgesprochen gut leiten.

Die Abteilung Prozessmetallurgie des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) beschäftigt sich mit den Herausforderungen von Energie und Recycling. Dabei geht es vor allem um die Gestaltung, Entwicklung und Verknüpfung von metallurgischen Prozessketten und Systemen.

Freie-Elektronen-Laser (FELs) erzeugen ungemein intensive Lichtpulse. Insbesondere im Röntgenbereich lassen sich damit unterschiedlichste Materialien detailliert analysieren und ultraschnelle Prozesse genauestens verfolgen. Bisher basieren die Anlagen auf konventionellen Elektronenbeschleunigern, was sie lang (von einigen hundert Metern bis zu einigen Kilometern) und kostspielig macht.

Einzelne Lichtpakete, auch Lichtquanten oder Photonen genannt, könnten Daten zukünftig kodiert und praktisch abhörsicher übertragen. Dafür sind neue Photonenquellen nötig, die auf Abruf kontrolliert einzelne Lichtquanten aussenden. Ein Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat am Beispiel von Silicium-Nanosäulen erstmals eine dafür geeignete Fertigungstechnik präsentiert: eine nasschemische Ätztechnik, gefolgt von Ionenbeschuss.

Um herauszufinden, was im Zentrum von Planeten wie Neptun und Uranus vorgeht, hat ein internationales Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR), der Universität Rostock und der französischen École Polytechnique ein neuartiges Experiment durchgeführt: Es beschoss eine dünne Folie aus simplem PET-Plastik mit einem Laser und untersuchte das Geschehen mit intensiven Röntgenblitzen. Zum einen konnte das Team seine frühere These bekräftigen, dass es wohl tatsächlich Diamanten im Inneren der Eisriesen am Rand unseres Sonnensystems regnet. Zum anderen könnte die Methode die Grundlage für ein neues Herstellungsverfahren von Nanodiamanten bilden, wie sie zum Beispiel für Schleif- und Poliermittel oder hochempfindliche Quantensensoren benötigt werden.

Der Halbleiter Galliumoxid ist wegen seiner ultrabreiten Bandlücke ein aussichtsreicher Kandidat für einen möglichen Einsatz in der Leistungselektronik. Eine industriell nutzbare Technologie zur kontrollierten Herstellung des Materials ist jedoch noch nicht in Sicht. Das liegt vor allem an seiner Fülle an möglichen Kristallstrukturen, die gleichzeitig nebeneinander vorkommen können und die sich in ihren für die Halbleiterindustrie relevanten Eigenschaften zum Teil deutlich voneinander unterscheiden.

Warum die Sonnenkorona Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius erreicht, obwohl sie an ihrer Oberfläche ihr Licht bei vergleichsweise moderaten 6000 °C abstrahlt, ist eines der großen Rätsel der Sonnenphysik.

Im Zentrum von Planeten finden sich extreme Zustände: Es herrschen Temperaturen von vielen Tausend Grad, der Druck ist millionenfach größer als der Atmosphärendruck. Einem internationalen Forschungsteam unter Beteiligung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) gelang es nun, mit den Lichtblitzen des stärksten Röntgenlasers der Welt die chemischen Eigenschaften des wichtigen Elements Kohlenstoff unter den Extrembedingungen der so genannten „warmen dichten Materie“ , eines Übergangszustandes zwischen Festkörper und Plasma, zu untersuchen.

Ein internationales Physikteam unter Mitwirkung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hat ein neues Konzept vorgeschlagen, mit dem sich Extremprozesse, wie sie z.B. in Neutronensternen oder schwarzen Löchern herrschen, künftig im Labor untersuchen lassen könnten. Basis des neuen Konzepts wäre ein winziger Block aus Kunststoff, durchzogen von mikrometerfeinen Kanälen.