(Hoch-)Schule

Einzelphotonenlichtquellen spielen in den aktuellen optischen Quantentechnologien, wie z.B. Quantenkommunikation, Quantencomputing und Quantenradiometrie eine zunehmend bedeutendere Rolle. Der Erfolg dieser Quantentechnologien hängt hauptsächlich von der Deterministik und Effizienz der Einzelphotonenquellen ab. Einzelphotonenquellen mit höchster Photonenemissions¬rate und kleinstem g²(0)-Wert sind hierbei erforderlich. Daher werden im Rahmen des europäischen EMRP-Forschungsprojektes "Single-photon sources for quantum technologies" (SIQUTE) hocheffiziente Einzelphotonenquellen auf Basis von Stickstofffehlstellen (NV)- und Siliziumfehlstellen (SiV)-Farbzentren in Nanodiamanten realisiert und charakterisiert. Hierbei werden die Einzelphotonenemitter bzw. NV- oder SiV-Farbzentren in eine dielektrische Antennenstruktur eingefügt, die zusammen mit der Verwendung von einem Mikroskop-Objektiv mit hoher numerischer Apertur eine hocheffiziente...

In der medizinischen Forschung werden von Körperzellen produzierte Mikrovesikel zur Diagnose von Krankheiten herangezogen. Im Rahmen eines europäischen Projekts (EMRP HLT02, www.metves.eu) wurden diese Vesikel mit Hilfe der Elektronenmikroskopie abgebildet und mit einer speziell entwickelten Software erkannt und hinsichtlich ihrer Größe ausgewertet.

Für die Bestimmung der Gesamtozonsäule in der Atmosphäre werden traditionell Geräte zweier Typen eingesetzt: die sogenannte Dobson- und Brewer-Spektrophotometer. Die Messungen in globalen Netzwerken für die Überwachung der Ozonschicht werden auf regionale und letztendlich auf Weltreferenzgeräte zu-rückgeführt. Im Rahmen des EMRP Projektes "Traceability for atmospheric total column ozone" wurden neulich sowohl das Europäische Dobson-Referenzgerät, bewahrt vom Deutschen Wetterdienst im Hohenpeißenberg, als auch die Dobson-Weltreferenz, geführt vom NOAA/ESRL in Boulder, USA, bei der PTB in Braun-schweig charakterisiert. Ziele der Untersuchungen waren die Bestimmung der Bandpassfunktionen der Geräte sowie die Wellenlängenkalibrierung. Eine genaue Kenntnis der Geräteeigenschaften soll helfen, die beobachteten systematischen Abweichungen zwischen Werte für die Gesamtozonsäule ermittelt von Dobson- und Brewer-Gerätetypen zu erklären. Demnächst...

Um die Einflüsse der Umgebungsbedingungen auf die unterschiedliche Typen von Solarzellen zu untersuchen, wurden zwei organische Solarzellen auf Basis kleiner Moleküle, eine Farbstoffsolarzelle sowie Silizium-Solarzellen charakterisiert und kalibriert. Die Untersuchungen ergaben, dass die unterschiedlichen Technologien unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten, Temperatur- und Bestrahlungsstärkekoeffizienten der Wirkungsgrade aufweisen. Für eine gute Vergleichbarkeit unterschiedlicher Solarzellen-Technologien ist daher eine umfangreichen Charakterisierung und Kalibrierung von Solarzellen unumgänglich.

Martin Herrenknecht baut die größten Bohrgeräte der Erde. Seine Tunnelbohrer sind erste Wahl, wenn es um spektakuläre Projekte geht: Damit wurden unter anderem der Gotthard-Basistunnel, die vierte Röhre des Hamburger Elbtunnels und erst kürzlich ein Tunnel tief unter dem Bosporus gebohrt. Für seine herausragenden Technikentwicklungen ehrt die Stiftung Werner-von-Siemens-Ring Martin Herrenknecht mit dem wichtigsten deutschen Technikpreis, dem Werner-von-Siemens-Ring. 

Der Weltraum birgt eine Vielzahl faszinierender Objekte, die wir nur erforschen können, indem wir ihre Strahlung auch jenseits des sichtbaren Bereichs beobachten. Für Weltraumteleskope wie das Infrarot-Observatorium Herschel der Europäischen Raumfahrtorganisation ESA, die Strahlung im fernen Infrarot beobachten sollen, ist die Kühlung der Instrumente unerlässlich. Denn die Instrumente selbst dürfen keine störende Infrarotstrahlung emittieren. Die Spiegel dieser Teleskope, die bei Temperaturen unterhalb von -190°C zum Einsatz kommen, werden aus speziellen ultrastabilen Keramiken wie etwa Siliziumkarbid hergestellt. Um die exakten Abmessungen auch bei diesen niedrigen Einsatztemperaturen richtig zu planen, ist es erforderlich, die thermische Ausdehnung der verwendeten Materialien sehr genau zu kennen. In einem kürzlich abgeschlossenen ESA-Projekt hat die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig die thermische Ausdehnung...

Sind Windenergieanlagen schädlich für Menschen? Manche glauben das, andere wiegeln ab – schnell kochen die Emotionen hoch. Um mehr Sachlichkeit in die Diskussion zu bringen, hat sich ein internationales Expertenteam den Grundlagen des Hörens an der unteren Grenze des Hörfrequenzbereichs (Infraschall), aber auch an der oberen Grenze (Ultraschall) zugewandt. Koordiniert wurde das Projekt, das Teil des Europäischen Metrologie-Forschungsprogrammes ist, von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Beteiligt waren auf PTB-Seite nicht nur Akustiker, sondern auch Experten in den Bereichen Biomagnetismus (MEG) und funktionelle Kernspintomografie (fMRT). Ihr Ergebnis: Der Mensch hört tiefere Töne als bislang bekannt. Und die Mechanismen der Wahrnehmung sind vielfältiger als bisher angenommen. Ein weites Feld tut sich hier auf, auf dem auch die Psychologie nicht außer Acht gelassen werden darf. Und auf jeden Fall gibt es noch weiteren...

In der PTB wurde erstmals die piezoelektrisch induzierte Längenänderung von funktionalen Materialien bei hohen Temperaturen lateral aufgelöst gemessen. Zu diesem Zweck wurde eine neue Probenumgebung entwickelt, die sich in das bestehende Interferometer für präzise Längenmessungen integrieren lässt.

Mithilfe eines von der PTB zusammen mit zwei Kooperationspartnern entwickelten Profilscanners konnten erstmals die inneren Oberflächen von kleinen Düsen mit Durchmessern im Mikrometerbereich und hohem Aspektverhältnis erfolgreich charakterisiert werden.