Der Chemiker Simon Kloß und die Weltraumplasmaphysikerin Elena Kronberg erhalten für ihre Forschung Förderungen aus dem Emmy Noether- und Heisenberg-Programm. Eine Presseinformation der Ludwig-Maximilians-Universität München.
Quelle: Ludwig-Maximilians-Universität München 23. Mai 2023.
23. Mai 2023 – Übergangsmetallnitride und energiereiche Ionen im Weltraum stehen im Zentrum der Projekte der LMU-Forschenden Simon Kloß und Elena Kronberg, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit einer Förderung im Rahmen des Emmy Noether- beziehungsweise Heisenberg-Programms ausgezeichnet wurden.
Mit Hochdruck zu neuen Materialien
Der Chemiker Dr. Simon Kloß ist Leiter einer Arbeitsgruppe im Fachbereich Anorganische Chemie am Department für Chemie und Pharmazie. Für seine Forschung wird er nun von der DFG im Rahmen des Emmy Noether-Programms mit einer Förderung in Höhe von 1,7 Millionen Euro ausgezeichnet.
Spezielle Stickstoffverbindungen, sogenannte Übergangsmetallnitride, sind eine vielversprechende Materialklasse für zahlreiche Anwendungen, von Halbleitern für die Photovoltaik über Supraleiter bis hin zu Ferroelektrika für 5G-Technik. Bislang wird ihr Potenzial jedoch nicht ausgeschöpft, da der Zugang zu dieser Materialklasse mit herkömmlichen Synthesemethoden stark eingeschränkt ist.
In seinem Projekt „Funktionelle Übergangsmetallnitride“ will Simon Kloß moderne Hochdruck-Synthesemethoden durch Einsatz von Großvolumenpressen und Diamantstempelzellen entwickeln. Durch Drücke im Gigapascal-Bereich, was mehreren Zehntausend Bar entspricht, lassen sich neue und besonders stickstoffreiche Materialien herstellen. Diese wird er dann mit festkörperphysikalischen Methoden untersuchen, um ihre Eigenschaften, wie Magnetismus und Leitfähigkeit, zu analysieren. „Es ist überraschend, wie wenig wir momentan über Übergangsmetallnitride wissen, obwohl sie die nächsten Verwandten der vielseitig eingesetzten Übergangsmetalloxide sind“, sagt Kloß. „Unser neuer Ansatz gibt uns jetzt erstmalig die Gelegenheit, systematisch hochoxidierte Systeme zu untersuchen. Dabei interessieren uns ganz grundlegende Fragestellungen, etwa was die höchsten erreichbaren Oxidationsstufen sind, aber auch die Erforschung von Materialien mit potenziellen Einsatzmöglichkeiten wie den nitridschen Perovskiten.“
Das Emmy Noether-Programm fördert herausragend qualifizierte Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler und bietet ihnen die Möglichkeit, sich durch die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe für eine Hochschulprofessur zu qualifizieren.
Weltraumwetter-Vorhersage verbessern
Dr. Elena Kronberg ist Weltraumplasmaphysikerin und Privatdozentin an der Fakultät für Geowissenschaften im Fachbereich Geo- und Umweltwissenschaften/Geophysik. Für ihre Forschung wurde sie nun mit einer Förderung durch das Heisenberg-Programm ausgezeichnet.
Durch die Leere des Weltraums schwirrt eine Vielzahl verschiedener Strahlungen und Teilchen. Einige davon bergen Risiken, zum Beispiel weil sie Satelliten gefährden und beschädigen können. Dazu gehören auch hochenergetische Ionen.
Im Rahmen ihres Heisenberg-Projekts mit dem Titel „Energiereiche Ionen im Weltraum“ will Elena Kronberg die Dynamik dieser energetisch geladenen Teilchen näher erforschen. Sie verbindet dazu theoretische Ansätze mit Weltraumbeobachtungen. „Das Verständnis der Ionendynamik im Weltraum ist wichtig für den Schutz von Satelliten vor gefährlichen Teilchen“, sagt Kronberg. In Kombination mit auf Künstlicher Intelligenz basierenden Modellen und globalen Weltraumwettersimulationen sollen die Vorhersagen des Weltraumwetters auf ein neues Niveau gebracht werden.
Das Heisenberg-Programm fördert herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die alle Voraussetzungen für die Berufung auf eine Langzeit-Professur erfüllen. Die Forschenden können sich so auf eine wissenschaftliche Leitungsfunktion vorbereiten und in dieser Zeit weiterführende Forschungsthemen bearbeiten.
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