„Atomarer Walzer“ zur Atom-Manipulation durch Modellierung entdeckt

Weg zur Herstellung von Festkörper-Qubits

Forscher an der Fakultät für Physik der Universität Wien haben in Zusammenarbeit mit Kollegen vom Oak Ridge National Laboratory in den USA einen zerstörungsfreien Mechanismus zur Manipulation von Dotieratomen in Silizium mittels fokussierter Elektronenbestrahlung entdeckt. Einer Medienmitteilung vom 12.08.2021 zufolge sind in diesem neuartigen indirekten Austauschprozess nicht nur ein, sondern zwei benachbarte Siliziumatome an einem koordinierten atomaren „Walzer“ beteiligt, der einen Weg zur Herstellung von Festkörper-Qubits eröffnen könnte. Die Ergebnisse erscheinen im Journal of Physical Chemistry. (Bild: Atomarer Walzer: Austauschmechanismus für die Elektronenstrahl-Manipulation – © Toma Susi, Alexander Markevich, Andrew R. Lupini medienportal.univie.ac.at weiterlesen…

Künstliche Atome

Internationales Forschungsteam beschreibt neue Anwendungen für Halbleiter-Quantenpunkte

Halb­lei­ter bilden die Grundlage für die Elektronik in Computern oder Mobiltelefonen und tragen maß­geb­lich zur Optoelektronik durch Laser und Leucht­di­o­den bei. Entscheidend für den tech­nisch­en Ein­satz ist die Mög­lich­keit, die Dimensionalität von Halb­lei­tern und damit die freie Beweglichkeit von Ladungen einzuschränken – von drei auf zu­nächst zwei und dann weiter auf eine und null Dimensionen. In nulldimensionalen Strukturen, auch Quantenpunkte genannt, weisen Elek­tro­nen, die darin eingeschlossen sind, diskrete Energiewerte auf, ähnlich wie Elek­tro­nen in Atomen. Daher wer­den Quantenpunkte oft auch künstliche Atome genannt. Prof. Manfred Bayer, Physiker (und Rektor der TU Dort­mund), hat zu­sam­men mit inter­nationalen Forschern nun wei­tere Anwendungspotenziale für Quantenpunkte in Halb­lei­tern aufgezeigt. (Bild: QD-Pyramide – Quantenpunkt (idealisiert) mit Benetzungsschicht. (InAs/GaAs) – © Alexander Kleinsorge – de.wikipedia, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org) weiterlesen…

3. Roadmap des Kopernikus-Projektes „P2X“ erschienen

Wie aussichtsreichste Power-to-X-Technologien in Anwendung kommen

Power-to-X-Technologien und -Produkte sind für ein defossilisiertes Energiesystem der Zukunft unverzichtbar. Mit ihnen lässt sich erneuerbare Energie in klimafreundliche Kunst- und Kraftstoffe, Gase und Chemikalien umwandeln. Das macht sie für das Erreichen der Klimaziele unverzichtbar. Unter welchen Bedingungen sich Power-to-X– Technologien und -Produkte in den nächsten Jahren durchsetzen könnten, zeigt die Roadmap 3.0 des Kopernikus-Projekts P2X aus dem Kopernikus-Projekt P2X. Sie analysiert umfassend die technologischen Fortschritte des Kopernikus P2X-Projektes und ordnet sie in den Kontext des sich wandelnden Energiesystems ein. Das Kopernikus-Projekt „P2X: Erforschung, Validierung und Implementierung von „Power-to-X“-Konzepten“ untersucht die aussichtsreichsten Technologien entlang ihrer Wertschöpfungskette. Dabei werden sie laufend durch den Roadmapping-Prozess begleitet. (Bild: 3. Roadmap des Kopernikusprojekts P2X, Titel – © kopernikus-projekte.de – BMBF) weiterlesen…

Zukünftige Batteriekosten

Erfolg der Mobilitäts- und Energiewende hängt davon ab

Seit Jahren gibt es bei den Kosten von Batterien einen deutlichen Abwärtstrend. Diese Entwicklung ist wichtig, da Batterien als zentrale Bauteile den Großteil der Kosten von Elektrofahrzeugen und stationären Energiespeichern ausmachen. Heute sind diese Produkte noch nicht vollständig wettbewerbsfähig und weitere Batteriekostenreduktionen sind erforderlich, damit eine ökonomisch tragfähige Wende zur Kohlendioxid-neutralen Gesellschaft gelingen kann. Für eine Weichenstellung durch die Politik und Industrie sind möglichst exakte Batteriekostenvorhersagen notwendig. Ein Forschungsteam der Universität Münster veröffentlichte am 02.08.2021 in Energy & Environmental Science (open access) einen umfangreichen Vergleich von Batteriekostenvorhersagen. weiterlesen…

Bestimmte Katalysatoren steigern sich im Betrieb

HZB-Forscher erklären Phänomen

Kristallines Kobalt-Arsenid (Erythrit oder Erythrin) ist ein Katalysator für die Sauerstoffentwicklung bei der elektrolytischen Wasserspaltung für die Erzeugung von Wasserstoff. Das Material gilt als Modellsystem für eine interessante Gruppe von Katalysatoren, deren Leistungen sich im Lauf der Elektrolyse unter bestimmten Bedingungen steigern. Nun hat ein Team um Marcel Risch an BESSY II in Berlin-Adlershof aufgeklärt, dass zwei gegenläufige Entwicklungen dafür verantwortlich sind. (Foto: Erythrit aus Bou Azzer, Tazenakht, Provinz Ouarzazate, Marokko – © Rob Lavinsky, iRocks.comCC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org) weiterlesen…

DIW-Analyse: Effektivität der internationalen Klimafinanzierung steigern

Industriestaaten sollten Unterstützung an Schwellenländer mit eigenen Verpflichtungen verbinden

Vor dem Weltklimagipfel in Glasgow im Herbst dieses Jahres stellt sich die Frage, wie die Industrieländer die Entwicklungs- und Schwellenländer besser bei klimapolitischen Maßnahmen unterstützen können, um die globalen Klimaziele zu erreichen. Eine Analyse der Abteilung Klimapolitik am Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin) kommt auf Basis von Experteninterviews zu dem Ergebnis, dass vor allem die internationale Klimafinanzierung überarbeitet werden muss. (Grafik: Reformvorschlag der internationalen Klimafinanzierung – © diw-berlin 2021) weiterlesen…

Der Weltklimarat hat versagt

Hans-Josef Fell: Menschheit wurde jahrelang unvollständig über Dramatik der Klimakrise informiert

Seit Jahrzehnten hat der Weltklimarat IPCC zwar immer wieder die Menschheit gewarnt, dass die Erderwärmung katastrophale Auswirkungen haben wird. Doch wie schnell die Krise voranschreitet und wie dramatisch die Lage ist und noch werden wird, hat der IPCC nie in aller Konsequenz prognostiziert. Wie schon früher von Bericht zu Bericht hat er sich auch im ersten Teil des sechsten Sachstandsberichts erneut korrigieren müssen, schreibt der Energie-Experte Hans-Josef Fell in einem Kommentar. weiterlesen…

Woher stammen die Daten für die IPCC-Berichte?

„Die Vermessung der Atlantikzirkulation“ – Neue Publikation von KDM und DKK

Rekordfluten in Mitteleuropa – Rekordtemperaturen in Nordamerika – eine frühstartende Sturmsaison im Atlantikraum: Dieser Sommer hat bereits erhebliche Wetterextreme hervorgebracht. Es ist so gut wie sicher, dass die zunehmenden Extremwetterereignisse eine Folge des Klimawandels sind. Bei weiter steigenden Treibhausgas-Emissionen werden sich die Meeresströmungen im Atlantik voraussichtlich abschwächen, und das wird ebenfalls die regionale Erwärmung und Erhöhung des Meeresspiegels, die Niederschläge und auch die Landwirtschaft und Fischerei vor allem in West- und Nordeuropa beeinflussen. Vor der Veröffentlichung des neuen IPCC-Berichts zu den wissenschaftlichen Grundlagen des Klimawandels am 09.08.2021 geben das Konsortium Deutsche Meeresforschung (KDM) und das Deutsche Klima-Konsortium auf 36 Seiten dieser Broschüre einen verständlichen Überblick über die Vermessung der Atlantikzirkulation. weiterlesen…

Moleküle in kollektiver Ekstase

Empa: Zehnfach effizientere chemische Lichtverstärker als bisher

Wenn sich fluoreszierende Farbstoffmoleküle perfekt aneinanderschmiegen, entsteht etwas völlig Neues – so Rainer Klose auf der Internetseite der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa): Ein über viele Moleküle verteilter angeregter Zustand. Solche „kollektiven Anregungen“ lassen sich vielfältig nutzen – etwa für organische Solarpanels, in Sensoren, für ultraschnelle Datenübertragung oder in der Mikroskopie. Empa-Forschern ist es gemeinsam mit Kollegen der ETH Zürich, der EPFL, des Paul Scherrer Instituts (PSI) und der IBM Research Zürich gelungen, solche chemischen Lichtverstärker zehnfach effizienter zu machen als bisher. (Grafik: Farbstoffmoleküle an den Phasengrenzen einer bikontinuierlichen Emulsion – Illustration © Empa) weiterlesen…

Messdaten-Pool für realistische Vorhersagen des Energieertrags von Offshore-Windparks

Messung von Windparkeffekten über der Nordsee mit zwei Flugzeugen

Für das Projekt X-Wakes (dt. „Wirbelschleppen“) sind bei einer Messkampagne in diesem Sommer zwei Flugzeuge im Einsatz, um die räumliche Verteilung und die Erholung des Windfeldes vor und hinter Offshore-Windparks zu untersuchen. Für das Projekt wird ein umfangreicher Datensatz erhoben, um die Windverhältnisse über der Nordsee und die Wechselwirkung von Windparks und Atmosphäre zu analysieren. Für die letzten Messflüge im Projekt kommen dabei sogar erstmalig zeitgleich zwei Forschungsflugzeuge der Technischen Universität Braunschweig zum Einsatz – so eine Medienmitteilung der TU. (Foto: Die Forschungsflugzeuge der TU Braunschweig – © Astrid Lampert) weiterlesen…