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Physik

Feldeffekttransistoren der dritten Generation

Feldeffekttransistoren sind eine Gruppe von unipolaren Transistoren (Schaltelemente), welche als Grundbausteine der Mikroelektronik gelten. Sie bestehen aus drei Anschlüssen sowie einem Kanal. Der Kanal verbindet zwei dieser Anschlüsse (Drain und Source), während der Stromfluss zwischen diesen beiden über den dritten Anschluss, den sogenannten Gate, gesteuert wird.

Einem französischen Team vom Forschungslabor für Analyse und Systemarchitektur (LAAS) sowie vom Institut für Elektronik, Mikroelektronik und Nanotechnologien (IEMN) ist es gelungen, einen dreidimensionalen Transistor im Nanometer-Maßstab mit hervorragenden Eigenschaften zu bauen.

Erste Messung ausgetauschter Elektronenladungen in Superkondensatoren

Superkondensatoren sind Speichersysteme für elektrische Energie als ergänzende Komponenten zu Batterien. Dank ihrer Fähigkeit zur schnellen Auf– und Entladung können sie für Anwendungen in der Luftfahrttechnik (Öffnung der Notausgänge im A380) und im Automobilbereich (Rückgewinnung von Bremsenergie) interessante Leistungsspitzen erreichen. Diese Superkondensatoren bestehen aus zwei in einer ionischen Lösung (dem sogenannten Elektrolyt) schwimmenden Kohlenstoffelektroden, von denen jeweils eine positiv und die andere negativ geladen ist. Während der Aufladung des Kondensators werden die negativ geladenen Ionen (Anionen) auf der negativen Elektrode gegen positiv geladene Ionen (Kationen) ausgetauscht und umgekehrt. Einem Forscherteam vom “Labor für extreme Bedingungen und Werkstoffe: hohe Temperaturen und Strahlungen” (CEMHTI), in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum für chaotische Systeme (CRMD), gelang es zum ersten Mal, den Anteil dieser ausgetauschten Anionen und Kationen auf den jeweiligen Elektroden zu messen [1].

Förderung des Ausbaus von öffentlich zugänglichen Ladestationen

Im Januar 2013 wurde ein Aufruf zur Interessenbekundung für den Ausbau von öffentlich zugänglichen Ladestationen für Elektroautos gestartet [1]. Ein ähnlicher Aufruf wurde bereits im April 2011 gestartet, der noch bis Dezember 2013 läuft [2].

Neues Zyklotron für die medizinische Forschung

Cyrcé (Zyklotron für Forschung und Lehre), der neue Teilchenbeschleuniger des interdisziplinären Hubert Curien Instituts (IPHC) der Universität Straßburg, ist jetzt betriebsbereit. Vor Kurzem wurde mit ihm die erste Serie Fluor 18 hergestellt, ein Radioisotop, das häufig als Marker in der Nuklearmedizin verwendet wird. Cyrcé ist eine in Europa einzigartige Anlage für die akademische Forschung. Mit Hilfe dieses Teilchenbeschleunigers sollen insbesondere neue Radioelemente bestimmt werden, um Fortschritte in der Diagnostik, der medikamentösen Behandlung und bei der Entwicklung neuer Heilverfahren, insbesondere in der Onkologie und der Neurologie, zu erzielen.

Offizielle Eröffnung des Elektronenbeschleunigers SIRIUS

Am 19. November 2012 wurde offiziell ein neuer Elektronenbeschleuniger mit dem Namen SIRIUS [1] am Labor für bestrahlte Festkörper (LSI) [2] der Ecole Polytechnique im französischen Palaiseau in Betrieb genommen. Mit Hilfe dieses Elektronenbeschleunigers lassen sich am LSI die Veränderungen untersuchen, die durch die Bestrahlung unterschiedlicher Materialien wie Polymere, Keramik, Glas und Metalle im nuklearen Brennstoffkreislauf entstehen. SIRIUS erzeugt Elektronen mit Energien zwischen 150 keV und 2,5 MeV. Diese dienen der Untersuchung – in Echtzeit und bei niedrigen Temperaturen – der durch die Bestrahlung entstandenen Defekte in den Materialien und der daraus hervorgegangenen neuen Eigenschaften.

Forschung an der Energierückgewinnung aus Auspuffgasen von Kraftfahrzeugen

Hierbei wird auf das Rankine-Verfahren gesetzt, um die in den Auspuffgasen verlorene Wärme zurückzugewinnen und sie in mechanische oder elektrische Energie umzuwandeln.

Die Motorisierung der Kraftfahrzeuge konnte zwar in den vergangenen Jahren signifikante Fortschritte hinsichtlich der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und des Ausstoßes von CO2 verzeichnen, gleichwohl bleibt die Verbesserung der Ausbeute der eingesetzten Energie eine wichtige Aufgabe.

Entwicklung der elektrischen Suszeptibilität von Silizium für nichtlineare Schaltungen

Elektroniktechnologien werden in der Photonik angewandt, um Licht aufzuspüren, zu modulieren und zu übertragen. Um mit verschiedenen Wellenlängen arbeiten, die Kapazitäten optischer Speicherung erhöhen oder selektive Verstärker bauen zu können, muss die Frequenz der optischen Welle verdoppelt werden. Silizium-Kristalle – mit einer zentrosymmetrischen Struktur – besitzen eine elektrische Suszeptibilität zweiter Ordnung gleich Null, wodurch eine Verdopplung nicht möglich ist, …. außer sie werden einer mechanischen Belastung ausgesetzt.

Sterile Neutrinos entdeckt

Eine Langzeitstudie (über 30 Jahre) zu Produkten aus einem Kernreaktor weist ein Defizit von rund 6% im Vergleich zu theoretischen Modellen (auch als Anomalie der Antineutrinos bezeichnet) auf.

Diese Abweichung ließe sich durch die Existenz einer vierten Neutrino-Klasse erklären, die nur der Schwerkraft unterworfen ist und somit von einem Neutrinodetektor nicht aufgespürt werden kann. Dieses neue Elementarteilchen, dessen Existenz noch bestätigt werden muss, wurde “steriles Neutrino” getauft.

Erste kontrollierte Erzeugung ultrakurzer Lichtimpulse mit Hilfe eines Plasmas

Die Ionisation eines Atoms oder der Übergang eines Elektrons von einem angeregten Zustand in einen anderen sind Beispiele für Ereignisse, deren Dauer eine Größenordnung von nur einer Attosekunde [1] erreicht. Um sie in Echtzeit beobachten zu können, müssen Lichtpulse von vergleichbarer Dauer erzeugt werden, um das Phänomen wie durch eine Art fotographische Blende wahrzunehmen.