Zehn Jahre erfolgreiche Spitzenforschung in Halle/Saale

• Erstes Max-Planck-Institut in den neuen Ländern begeht zehnjähriges Jubiläum
• Festveranstaltung und Symposium über Nanostrukturphysik

Das erste Max-Planck-Institut in den neuen Bundesländern, das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik (MPI-MSP) in Halle, begeht am Freitag, dem 19. April 2002, feierlich sein zehnjähriges Bestehen. Das Institut wurde am 1. Januar 1992 – einer Empfehlung des Wissenschaftsrats zum früheren Akademieinstitut für Festkörperphysik und Elektronenmikroskopie folgend – gegründet und hat sich zu einem Zentrum weltweit anerkannter Spitzenforschung im Bereich Festkörperphysik und Materialwissenschaften entwickelt.

An den Jubiläumsfeierlichkeiten nehmen Personen des öffentlichen Lebens sowie eine Vielzahl von Fachkollegen aus dem In- und Ausland teil. Nach der Begrüßung durch Prof. Jürgen Kirschner, Geschäftsführender Direktor des MPI-MSP, folgen Grußworte des Ministerpräsidenten des Landes Sachsen-Anhalt, Dr. Reinhard Höppner, von Ingrid Häußler, der Oberbürgermeisterin der Stadt Halle, von Prof. Wilfried Grecksch, dem Rektor der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie vom Leiter des benachbarten Fraunhofer Instituts für Werkstoffmechanik, Dr. Dieter Katzer. Die Festansprache hält Prof. Hans F. Zacher, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft in den Jahren 1990 bis 1996 und damit zugleich „Gründungsvater“ des Halleschen Instituts.

Am Nachmittag wird die Veranstaltung mit einem internationalen Symposium fortgesetzt. Der erste Vortragende, Prof. Sajeev John von der Universität Toronto, spricht zum Thema „Photonic Band Gap Materials“. Er ist Auswärtiges Wissenschaftliches Mitglied des MPI-MSP Halle. Für seine grundlegenden Arbeiten auf dem Gebiet der optischen Kommunikation und der photonischen Kristalle wurde Sajeev John im Jahre 2001 der International King Faisal Preis zuerkannt. Im zweiten Vortrag spricht Prof. John N. Chapman von der Universität Glasgow über magnetische Phänomene in sehr kleinen räumlichen und zeitlichen Dimensionen. Zum Abschluss wird Prof. Ulrich Gösele, Direktor am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, die bisherigen Erfolge und künftigen Projekte des Instituts auf dem Gebiet der Nanostrukturphysik darstellen. Anschließend haben alle Gäste die Möglichkeit, sich bei Führungen durch das Institut ein detailliertes Bild von seinen experimentellen wie theoretischen Forschungsschwerpunkten zu machen.

Das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik gliedert sich in zwei experimentelle Abteilungen und – seit 1998 – auch in eine Abteilung für Theorie. Geleitet wird das Institut von einem Kollegium, dem die drei Direktoren, Prof. Jürgen Kirschner, Prof. Ulrich Gösele und Prof. Patrick Bruno angehören. Das Institut hat derzeit 99 Mitarbeiter auf Planstellen, davon 43 Wissenschaftler. Darüber hinaus gibt es mehr als 30 Doktoranden, Stipendiaten und Drittmittelbeschäftigte. Die internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit hat für das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik große Bedeutung: So kommen mehr als 53% seiner Wissenschaftler aus dem Ausland, darunter seit 1993 allein 13 Humboldt-Preisträger. Das Institut betreibt ein Internationales Zentrum für Materialwissenschaft und Elektronenmikroskopie, das eine Brücke zwischen den Wissenschaftlern in West-, Mittel- und Osteuropa herstellt.

Übergreifendes Forschungsziel des MPI-MSP ist es, zu einem besseren Verständnis grundlegender Phänomene für die Entwicklung und Herstellung verbesserter oder völlig neuartiger Materialien beizutragen. Die untersuchten Strukturen liegen im Bereich von Mikro- und Nanometern, denn die Mikrostruktur bestimmt die makroskopischen Eigenschaften von Materialien. Dieser Zusammenhang ist von besonderem Interesse, wenn es sich um niedrigdimensionale Materialien, wie dünne Schichten oder Schichtpakete, Quantenstrukturen, Nanokristallite oder Materialverbünde handelt. Geforscht wird hauptsächlich an Metallen, verschiedensten Typen von Halbleitern, Keramiken sowie Ferroelektrika.

Ein Forschungsschwerpunkt der von Prof. Jürgen Kirschner geleiteten experimentellen Abteilung sind die optischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften von Nanostrukturen, deren Abmessungen nur noch im Bereich von einigen wenigen bis zu einigen hundert Atomdurchmessern liegen. Ein herausragender Erfolg der Abteilung ist die Entwicklung neuartiger Verfahren der Rastertunnelmikroskopie, die mit polarisierten Elektronen arbeiten. Mit dieser Technik können magnetische Domänenwände bis zu einer Ortsauflösung von etwa einem Nanometer (10^-9m) beobachtet werden. Am Berliner Synchrotron BESSY II verfügen die Halleschen Wissenschaftler zudem über einen eigenen Experimentierplatz, an dem das Wechselspiel zwischen elektronischen und magnetischen Eigenschaften in Nanostrukturen detailliert untersucht werden kann.

	„Abb. 1: Magnetische Cobalt-Nanopunkte auf einer rekonstruierten Goldoberfläche (Bildgröße: 60nm x 60nm). „ „Foto: Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik“

Die Herstellung und Untersuchung von Quantenstrukturen auf der Grundlage von Verbindungshalbleitern oder Silizium ist eines der aktuellen Arbeitsgebiete der zweiten experimentellen Abteilung unter Leitung von Prof. Ulrich Gösele. Diese Quantenstrukturen erlauben u.a. die Herstellung neuartiger, effizienter Laser. Den Wissenschaftlern dieser Abteilung gelang es, qualitativ hochwertige zweidimensionale photonische Kristalle für den Infrarotfrequenzbereich in der Telekommunikation herzustellen und zu charakterisieren. Zudem fanden sie Wege, die Poren dieser ’optischen Chips’ mit Flüssigkristallen bzw. ferromagnetischen Substanzen zu füllen. So ist es gelungen, diese Nanoporen zur Herstellung von Teflonnanoröhrchen zu verwenden, wie in einem gerade bei der Zeitschrift SCIENCE angenommenen Artikel beschrieben wird. Ein weiterer Schwerpunkt der Abteilung ist das „Waferbonden“, eine spezielle „Klebetechnik“, die neue Designmöglichkeiten und die Integration bisher inkompatibler Materialien, zum Beispiel in der Mikroelektronik, ermöglicht.

	„Abb. 2:Geordnete Polymer-Nanoröhrchen, hergestellt in einem Template aus porösem Al2O3 (Template vollständig entfernt). „ „Foto: Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik“

Die Abteilung für Theorie von Prof. Patrick Bruno beschäftigt sich mit verschiedenen Fragen der theoretischen Festkörperphysik. Dabei werden häufig ‚first-principle’-Methoden mit Modellrechnungen und analytischen Näherungen kombiniert. Die wissenschaftliche Arbeit konzentriert sich vor allem auf magnetische Eigenschaften von niedrigdimensionalen Systemen und Nanostrukturen, Magnetoelektronik und spinabhängige elektronische Transportphänomene. Ein weiteres Thema sind theoretische Untersuchungen zu speziellen Spektroskopietechniken für Festkörperoberflächen, die in der experimentellen Abteilung von Prof. Kirschner betrieben werden.

Das MPI-MSP unterhält von seiner Gründung an sehr intensive wissenschaftliche Kontakte zur Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Dazu gehören Vorlesungen sowie gemeinsame Seminare, die an der Universität und im Max-Planck-Institut regelmäßig stattfinden. Unter Leitung von Prof. Hans-Reiner Höche wurde an der Martin-Luther-Universität ein Interdisziplinäres Zentrum für Materialwissenschaften aufgebaut, das in enger Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik und dem Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik arbeitet.

Die Max-Planck-Gesellschaft in den neuen Bundesländern Die Max-Planck-Gesellschaft ist heute mit insgesamt 18 Instituten (ohne West-Berlin), einem Teilinstitut sowie einer Forschungsstelle mit mehr als 1.600 Mitarbeitern in den neuen Bundesländern vertreten. Sie hat dafür seit der Wiedervereinigung mehr als 1,3 Md. Euro aufgewendet.