Wir werden die Aufnahmeraten von Radioisotopen verschiedener mineralischer Nährstoffe und/oder deren toxischer Analoga in pflanzliche Wurzeln oder in Pflanzengen-exprimierende Zellen quantifizieren. Wir werden den Einbau von radioaktiv markierten organischen und anorganischen Substraten in endogene Metabolite und/oder Makromoleküle von Pflanzenzellen, -organen und/oder Zellen heterologer Expressionssysteme untersuchen. Wir werden mehrere Elemente von Interesse in pflanzlichen Schnitten lokalisieren mittels Particle Induced X-Ray Emission (PIXE) in Kombination mit Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) vergleichend zwischen Wildtyp- und Mutanten-/transgenen Pflanzen. Wir werden lebende Pflanzenzellen, die geeignet markierte Proteine exprimieren, mittels des Olympus IX 81 live cell imaging microscope darstellen mit dem Ziel der Lokalisierung von Proteinen und ihrer Dynamik. Möglicherweise ist der Einsatz von STED (Super-Resolution) erforderlich, um unsere wissenschaftlichen Fragestellungen zu beantworten.

Ziel des Projekts ist der Nachweis von dünnen Kupferoxidschichten auf massiven Cu bzw. CuAl und deren Dickenbestimmung. Die Arbeiten finden im Zuge einer mikromechanischen Doktorarbeit, welche die Versetzungsnukleation an kohärenten Zwillingskorngrenzen quantifiziert, am MPIE in Düsseldorf statt.

Wir untersuchen die bakterielle Eisenaufnahme, die Rolle von Siderophoren und die Rolle von Ionophoren.

Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Wir nutzen Pulslabelling-Experimente, um die Proteinneusynthese in Antwort auf Stress (z.B. Antibiotika-Stress) zu messen.

Gefördert durch: BMBF, Deutsche Forschungsgemeinschaft, National Institutes of Health, EFRE, Investing in your future, NRW, DAAD

Die Eigenschaften von Übergangsmetallnitriden (TM-N) hängen in hohem Maße von deren chemischen Zusammensetzung und Dichte ab. Die Dichte und Zusammensetzung hängen wiederum von den Syntheseparametern ab (z.B. Temperatur und Plasmaeigenschaften. Übergangsmetallnitride wurden mittels Magentronsputtern bei unterschiedlichen Prozessparametern hergestellt. Mechanische Eigenschaften wie der E-Modul und die Härte werden mittels Nanoindentierung ermittelt und die mechanische Schichtspannung mittels Substratkrümmungsmethode gemessen. Das Ziel des Projekts ist es Eigenschaftszusammenhänge zwischen Zusammensetzung, Dichte und mechanischen Eigenschaften zu erkennen und diese mit den Syntheseparametern zu vergleichen. Das Projekt ist Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs SFB-TR 87.

Die Chemie und Zusammensetzung organischer, funktioneller Beschichtungen wird quantitativ analysiert werden. Die Beschichtungen werden über Grafting-from und Grafting-to hergestellt. Zusätzlich sind auch dickere Polymerfilme von Interesse und ihre anti-fouling Funktion in Abhängigkeit von der chemischen Struktur wird mit elementspezifischen Nachweisverfahren analysiert. In einem späteren Stadium des Projektes werden die Proben in unserer Arbeitsgruppe bezüglich ihrer Proteinresistenz und den Biofoulingeigenschaften getestet und mit den oberflächenanalytischen Daten korreliert.

ATPasen gehören zu einer großen Gruppe integraler Membranproteine, die den Transport von Ionen und Lipiden über zelluläre Membranen vermitteln und eine zentrale Rolle in der Aufrechterhaltung der Zellhomöostase spielen. Obwohl viele Mitglieder dieser Proteinfamilie bereits gut charakterisiert sind, sind wichtige molekulare Details ihrer Funktionsmechanismen und Regulation immer noch unverstanden. In Kombination mit geeigneten ATPase Mutanten erwarten wir von diesen Experimenten ein molekulares Verständnis der Regulation der Transporter durch ATP, pH-Wert, Ionenkonzentration und die Lipidumgebung.

Der Transport von Wasserstoff in Gläsern bei niedrigen Temperaturen (unter 200 °C) ist für eine Reihe von Anwendungen von Bedeutung wie z.B. für die Obsidian-Datierung archäologischer Objekte, für die Endlagerung hochradioaktiven Abfalls und vielen mehr. Wir haben verschiedene neue experimentelle Ansätze entwickelt, insbesondere (a) die Möglichkeit wasserstoffhaltige, amorphe Dünnschichten herzustellen, die als Quelle von Wasserstoff ohne freies Wasser dienen und (b) die Möglichkeit geringe Konzentrationen von Wasserstoff unabhängig von der Speziation mit einer hohen Tiefenauflösung von wenigen Nanometern zu messen. Wir beabsichtigen, diese Entwicklungen zu nutzen, um die Diffusion von Wasserstoff in Gläsern unter Bedingungen zu untersuchen, die bislang unzulänglich waren. Ein besonderes Ziel ist es, die Abhängigkeit von der Zusammensetzung bei diesen Bedingungen zu bestimmen und zu verstehen, welche Änderungen im Diffusionsprozess zu einem anderen als dem bei höheren Temperaturen beobachtenen führen.

Gefördert durch: DFG, DFG

Die Erzeugung von NV-Zentren in Diamant stellt eine wesentliche Aufgabe der Quantentechnologie dar. NV-Zentren können als Qubits in Quantencomputer eingesetzt werden. Hierzu ist es aber notwendig einzelne NV zu gezielt adressieren und deterministisch zu erzeugen. Letztes ist noch nicht möglich und soll Gegenstand dieser Untersuchung sein. Es soll geklärt werden ob oberflächennahes Stickstoff diffundiert. Hierzu werden Hochreine Diamanten mit 15N bestrahlt, hochtemperatur ausgeheilt und an der Universität München mit ERDA untersucht. Ebenfalls wäre eine komplimentäte Untersuchung mit Protonen 15N(p,gamma) in Bochum hilfreich.

Die stetige Weiterentwicklung analytischer Methoden führte zu der Entdeckung, dass Minerale, die zuvor als wasserfrei galten (nominell wasserfreie Minerale), erhebliche Mengen an Wasser in ihre atomare Struktur einbauen können. Diese Beobachtung veränderte grundlegende Aspekte unserer geodynamischer Modelle. Ein Beispiel ist der Nachweis von Wasser in Mineralen die Teile von Mantel-Xenolithen bilden. Diese Information gilt als ein Beweis dafür, dass die Erde einen "nassen Mantels" besitzt. Um die Gesamtheit des geologischen Wasserkreislaufes in der Erde zu verstehen ist es unter anderem notwendig die Transportraten von Wasserstoff in den unterschiedlichen Phasen in Abhängigkeit von intensiven Variablen (z.B. Temperatur) zu quantifizieren. In diesem Projekt soll mittels Wasserstoff-Implantation und der NRRA Analyse die Diffusion von Wasserstoff in Mineralen insbesondere bei niedrigen Temperaturen erforscht werden.

Versuche an den Beschleunigern für Studierende der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Paderborn.

Für viele an Beschleunigern durchgeführten Anwendungen ist eine genaue Kenntnis der Ionenstrahlenergie erforderlich. Für den Tandembeschleuniger am RUBION trifft dies insbesondere die Methoden zur Analytik und Modifikation von Materialien mit Ionenstrahlen zu. Aktuell gibt Hinweise, dass Abweichungen zur tatsächlichen Ionenenergie vorliegen.Die Energie E der Ionen über die magnetische Flussdichte B des Analysiermagneten bestimmt und kontrolliert. Die Magnetkonstante, die in die Beziehung zwischen E und B eingeht, wurde zuletzt 1995 bestimmt. Ziel des Projektes ist es, im Rahmen einer Energiekalibrierung eine Neubestimmung der Magnetkonstanten vorzunehmen. Dazu sollen Messungen von Reaktionsausbeuten resonanter Reaktionen dienen, die jeweils eine Zuordnung des B-Felds mit der bekannten Resonanzenergie ergeben. Um ein breites Spektrum des B-Feldes abzudecken, werden diverse Reaktionen ausgewählt. Somit werden Messungen mit verschiedensten Ionenstrahlen und Targets erfolgen sowie unterschiedlichste Messp

The surface of asteroids and planets, with no atmosphere and a strong magnetic field, in the Solar System (e.g. Moon, Mercury) is impacted by energetic (~1 keV/nucleon) solar wind ions. The solar wind consists of 95% protons, 2-4% He++, and the rest heavy ions. The interaction of ions with minerals, present on the surface of planets and asteroids, changes the structure and chemical composition of the upper few nanometers of the mineral surface and this leads to changes in the optical properties (UV, VNIR) of the material. Since optical spectroscopy is generally used to characterize the surface composition of solar system bodies, it is important to understand the mechanism and products of interaction between ions and minerals. Here, I propose to experimentally implant 40-60 keV Ar++ ions (Fluence: 1e16-1e18 ions/cm2) into thin slices of minerals (e.g. olivine, pyroxene) crystals and pressed powder pellets. After irradiation the samples will be studied using FIB and TEM.

Pyroxene sind eine mineralogische Hauptkomponente in vielen unterschiedlichen magmatischen Gesteinen. In dem letzten Jahrzehnt wurde die Diffusionschronometrie mittels Haupt- und Spurenelementzonierung in Pyroxenen zunehmend genutzt. Allerdings wurde diese Anwendung und die implizierten Aussagen durch die unvollständigen experimentellen Diffusionsdaten eingeschränkt. Neue Fortschritte bei den experimentellen und analytischen Möglichkeiten, um Proben auf der Nano-Skala zu untersuchen, erlauben uns jetzt die dringend benötigten Diffusionsdaten genau zu messen. In unserem neuartigen experimentellen Ansatz werden wir Diffusionspaare mit einer dünnen Schicht mittels Laserstrahlverdampfung (pulsed laser deposition, PLD) herstellen und diese nach dem Diffusionsexperiment mit verschiedenen analytischen Methoden auf der nm-Skala untersuchen. Am RUBION verwenden wir RBS zur Bestimmung der Fe-Difusionsprofile.

Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Das Projekt umfasst die fokussierte Ionenstrahl-Implantation von Metallionen aus der Gruppe der seltenen Erden in Halbleiter-Nanostrukturen. Wir konzentrieren uns insbesondere auf den Einbau von Erbium-Ionen (Er3+) in Gallium-Arsenid (GaAs). Die optischen Übergänge des Erbiums sollten zu einer Emission von elektro-magnetischer Strahlung bei einer Wellenlänge von 1,54 µm führen. Um die optische Untersuchung dieser Emission besser quantifizieren zu können, ist es entscheidend, nach der Implantation den Einbau des Erbiums in GaAs qualitativ und quantitativ nachzuvollziehen. Hierzu sollen gezielt hochempfindliche Analysemethoden am RUBION genutzt werden. Unter anderem werden Elementana-lysen mit Hilfe von PIXE durchgeführt. Andere Forschungen auf diesem Gebiet haben gezeigt, dass sich durch eine zusätzliche flächige Implantation weiterer Elemente, die Lumineszenz des Erbiums steigern lässt. Hierzu wird u. a. Sauerstoff flächig auf die GaAs:Er Proben implantiert und anschließend die Lumineszenz untersucht.

Nanodiamanten sind biokompatible Nanopartikel, die durch eine Vielzahl von Oberflächenmodifikationen funktionalisiert werden können. Deshalb sind sie vielversprechende Kandidaten biomdeizinische und sogar therapeutische Anwendungen. Diese Projekt zielt darauf ab, Nanodiamanten mit unterschiedlichen Gittermodifikationen zu entwicklen, so dass diese durch unterschiedliche Techniken detektiert werden können, von der Mikroskopie üder die Radiografie bis hin zu Magnetresonanz-Bildgebung. Die Modifikation des Diamantgitters anstelel der Oberfläche stellt sicher, dass sich der nanopartikel und die Markierung nicht trennen. Außerdem wird die Interaktion mit der Umgebung nicht verändert, wodurch die Biokompatibilität des Nanodiamanten erhalten bleibt. Ein Nanopartikel, der nicht durch Oberflächen- sondern durch Gittermodifikationen detektierbar ist erlaubt es zum ersten Mal, vergleichbare Untersuchungen von der subzelluären bis zur Organebene durchzuführen.

Gefördert durch: VolkswagenStiftung

Für Experimente am supraleitenden Cyclotron des Laboratory Nazionali del Sud des INFN in Catania werden Helium Targets durch Implantation des He in dünne Aluminium Folien hergestellt. Ziel ist es, eine hohe Helium Konzentration bei möglichst dünnen Folien zu erreichen. Die Folien werden durch RBS Messungen mit Protonen charakterisiert.

Am 100 kV Beschleuniger soll ein 1C2 Target für Untersuchungen auf dem Gebiet der nuklearen Astrophysik hergestellt werden.

Einzigere Gruppe-IV-Defekte in Diamant sind attraktive Spin-Qubits mit hervorragenden optischen Eigenschaften, die sie für die Realisierung effizienter Langstrecken-Verschränkungsprotokolle einzigartig machen. Insbesondere Silizium-Fehlstellen-Zentrum (SiV) und Germanium-Fehlstellen-Zentrum (GeV) sind spektral stabil und besitzen einen hohen Debye-Waller-Faktor (~70%). SiV und GeV haben jedoch eine kurze Spin-Kohärenzzeiten bei 2 K und erfordern eine Kühlung bis einige zehn Millikelvin, um sie zu verlängern. Andererseits wird erwartet, dass Gruppe-IV-Defekte, die auf den schwereren Elementen wie Sn und Pb basieren, bereits bei 2 K eine lange Spin-Kohärenzzeiten aufweisen, wodurch nahezu ideale optische Eigenschaften erhalten bleiben. Daher ist das Engineering dieser Defekte eine höchst wünschenswerte Aufgabe. In diesem Projekt planen wir, die Pb-Fehlstellen-Zentrum in Diamant durch die Implantation von Bleiionen mit unterschiedlichen Energien herzustellen und ihre optischen und Elektronenspineigenschaften zu

Die Löslichkeit von Ti in Quarz (SiO2) ist von dessen Bildungstemperatur abhängig. Daher kann der Ti-Gehalt von Quarz aus natürlichen Gesteinen als Geothermometer genutzt werden. Die Elektronenstrahl-Mikrosonde kann zur Quantifizierung des Ti-Gehaltes von natürlichem Quarz genutzt werden. Es muss allerdings die Richtigkeit der Analysen sichergestellt werden, denn Ungenauigkeiten bei der Ti-Bestimmung äußern sich in falschen Temperaturabschätzungen. Zur Verbesserung der Spurenelementanalytik mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde werden Sekundärstandards von Quarz mit definierten Ti-Gehalten benötigt. In dem hier vorgeschlagenen Projekt sollen sechs Quarz-Standards mit definierten Ti-Gehalten von10 μg g-1, 50 μg g-1, 100 μg g-1, 250 μg g-1, 500 μg g-1 und 1000 μg g-1 durch Ionen-Implantation hergestellt werden. Rutherford-Rückstreu-Spektrometrie soll zur Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung mit der Probentiefe genutzt werden, bevor die hergestellten Materialien durch Aufheizen homogenisiert werden.

Hochenergetische Ionenimplantation wird in diesem Projekt dazu genutzt um Farbzentren in Diamant, basierend auf der Inkorporation von Elementen der vierten Hauptgruppe, zu erzeugen. Das Ziel ist es tief im Diamant (>50nm) liegende Zentren herzustellen um den Einfluss von Ladungsfluktuationen an der Diamantoberfläche zu minimieren. Anschließend werden die Proben optisch untersucht und bezüglich der Homogenität der Emissionswellenlänge einzelner Emitter und ihrer Kohärenzeigenschaften charakterisiert.

Hochtemperaturfeste geschichtete Metamaterialien für die Thermophotovoltaik (TPV) werden mittels Magnetronsputtern hergestellt und mit In-situ Röngtenbeugung untersucht. Eine sehr interessante Multilayer-Kombination besteht aus metallischem Wolfram und dielektrischen Hafniumoxid. Während des Anlassens haben wir strukturelle Veränderungen der erhaltenen Phasen beobachtet, die eine Bestätigung anderer Methoden benötigen. Es ist geplant RBS- und XPS-Messungen an drei Sub-units (3-Schichten auf Al2O3, wie hergestellt und nach 2 unterschiedlichen Temperaturen) durchzuführen.

Im Rahmen dieses Projekts sollen durch Implantation von Ni Ionen in hochreinen und p-dotierten synthetischen Diamant ein neuartiger inversions-symmetrischer Nickeldefekt, das sogenannte Nickel-Fehlstellen-Farbzentrum (NiV), erzeugt werden, welcher bislang nicht im detail untersucht wurde. Theoretische Berechnungen und erste Experimente suggerieren, dass das NiV elektronische Eigenschaften aufweist, die besser als die der bislang im Detail untersuchten Farbzentren (z.B. NV und SiV) sein könnten. Der Defekt könnte daher von großem Interesse z.B. für Anwendungen im Bereich der Quantentechnologien sein. Wir werden die am RUBION implantieren Proben nutzen um optische Spektroskopie mit hoher Auflösung an Ensembles und einzelnen NiV Defekten durchzuführen um die theoretisch vorhergesagte elektronische Struktur des Defekts zu validieren.

Nach einer 7-tägigen Vorinkubation werden 220 Bodenproben über 18 Wochen inkubiert. Die Inkubation erfolgt in einem CarbO2Bot® Gerät, welches das durch die Mikroorganismen entstandene CO2 durch Änderungen in der elektrischen Leitfähigkeit einer alkalischen Lösung ermittelt.

The work includes material development and structural Layering of perovskite for electroluminescence and laser applications. Different layer formation procedures such as pure liquid phase processes, pure vacuum deposition, as well as hybrid deposition processes are demonstrated. The work aims to study and optimize luminescence quantum efficiency and optical amplification and to understand the relationship between composition / structure and optical amplification. And then, selected materials are integrated into electroluminescent devices.

Eine der größten kernphysikalischen Unsicherheiten für die Vorhersage von Verzweigungspunkten im Reaktionsnetzwerk des γ-Prozess ist das α-optische Modell Potential bei Energien unterhalb der Coulombschwelle. Um die wenigen experimentellen Daten zu erweitern, ist unsere Gruppe daran interessiert die Wirkungsquerschnitte von (α,γ) Reaktionen an Ru-Isotopen mittel des 4π-summing Aufbaus an RUBION zu vermessen. Wir planen eine Messung der Wirkungsquerschnitte bei Alphaenergien zwischen 12 MeV bis ca. 7 MeV.

Mit dem Tandembeschleuniger werden am RUBION mit der 15N(p,αγ)12C-Methode Proben auf ihre Wasserstoffkonzentrationen untersucht. Konzentrationen im Bereich von wenigen 100 at. ppm sind mit gewissen Aufwand bestimmbar. Der limitierende Faktor bei Messungen von Materialien mit geringen Konzentrationen, wie zum Beispiel NAMs (normal anhydrous minerals), ist das Signal-Untergrund-Verhältnis in den gemessenen Gamma-Spektren. Im Rahmen dieses Projektes sollen zunächst Untersuchen erfolgen, die Aufschlüsse geben, wie sich quantitativ die Anteile des Untergrundes zusammensetzten. Der nächste Schritt hat eine Reduktion von Untergrundanteilen zum Ziel. Schließlich sollen Messungen von Proben mit unterschiedlich geringen Konzentrationen das Detektionslimit bestimmen, das am RUBION für den Nachweis von Wasserstoff mittels der 15N(p,αγ)12C-Methode vorliegt.

MnSb ist ein vielversprechender Kandidat für eine effiziente Spin-Injektion in GaAs-Strukturen, der eine hohe Curie-Temperature besitzt und kompatibel mit der III-V-Gitterstruktur ist. Der Einfluss verschiedener Wachstumsparameter auf die Bildung von Nanoclustern und deren Eigenschaften wie Größe, Form, Dichte und magnetisches Verhalten soll untersucht werden. Ziel des Projekts ist, RBS einzusetzen, um den Einfluss der Wachstumsparameter auf die chemische Zusammensetzung der Nanostrukturen zu untersuchen.

Dieses Praktikum ist Teil der Masterstudiengänge Biochemie und iSTEM.

In vitro-Transkription mit radioaktiver Markierung

Fourier Transform Infrarot (FTIR) Spektroskopie ist eine häufig genutzte Technik zur Messung von Wasser-Spezies in geologischen Proben. Allerdings ist eine Kalibration der Methode für jede Art von Mineral oder Glas notwendig. Wir nutzen deshalb die "Standard-freie" NRRA Technik zur Messung von Wasserstoff-Tiefenprofilen, welche anschließend zur Kalibration von FTIR oder SIMS genutzt werden können. Dieses Projekt ist eine Kollaboration mit Prof. Jörg Hermann und Julien Reynes des Geologischen Instituts der Universität Bern.

Dieses "Projekt" umfaßt Arbeiten, die die Nutzung von Infrastruktur der AG Bandow im RUBION erfordern, nicht aber die Nutzung von instabilen Isotopen.

Im Rahmen dieses Projekts werden Zellkulturen aus dem zentralen Nervensystem von neugeborenen Ratten gewonnen. Die aus hauptsächlich Neuronen und Astrozyten bestehenden Kulturen werden für vier Tage mit Wachstumsfaktoren oder anderen Proteinen und Faktoren behandelt, die dafür bekannt sind, die Erregbarkeit der Neurone zu modulieren. Mit der Ouabain-Bindungsstudie möchten wir untersuchen, ob eine erhöhte Erregbarkeit der Neurone auch zu einer vermehrten Expression von Na+/K+-ATPasen in diesen Zellen führt. Dazu benutzen wir Tritium-markiertes Ouabain, das selektiv an die Na+/K+-ATPase bindet, um die Dichte dieses Enzyms in der Membran zu bestimmen.

Wir untersuchen derzeit die Abscheidung von Metalloxidfilmen mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) ausgehend von partiell fluorierten Acetylacetonatmetallkomplexen. Hierbei interessiert uns der zusammenghang zwischen dem Fluorierungsgrad der verwendeten Precursoren und der resultierenden Dotierung von Fluor in die Metalloxidschicht (CoO und Co3O4). Einen derartigen Zusammenhang konnten wir bereits mittels TOF-SIMS Messungen feststellen, jedoch nicht ausreichend quantifizieren. Um diese Ergebnisse zu quantifizieren und darüber hinaus auch die Schichten hinsichtlich N-Dotierung und Metall/Sauerstoff-Verhältnis zu untersuchen, würde wir gerne RBS und DNRA Messungen durchführen lassen.

Als Praktikumsversuch im Rahmen des A-Moduls "Gen, Zelle Organismus" üben fortgeschrittene Studierende einen Nachweis von intrazellulären Rezeptoren für Steroidhormone in Gewebeproben von Vertebraten.

Anhand von Einbaustudien mit radioaktiv-markierten Vorläufermolekülen werden antibakterielle Wirkmechanismen analysiert.

Gefördert durch: BMBF, NIH

PANI/Au atomare Metallcluster werden durch die Methode von Jonke et al. hergestellt [1]. Es wurde gezeigt, dass diese Strukturen charakteristische odd/even Effekte zeigen, welche von atomaren Au Clustern mit 1 bis 6 Atomen bekannt sind. Um den Herstellungsmechanismus besser zu verstehen wird eine RBS Analyse benötigt. [1] Jonke et al 2012 J. Electrochem. Soc. 159 P40

VO2 ist aufgrund seines Phasenübergangs von Halbleiter zu Metall von Interesse. Die Elmentaladdition kann die Übergangseigenschaften von VO2 modulieren. Um den Effekt der Elementdotierung systematisch zu untersuchen, werden V-M-O-Dünnschichtbibliotheken mit kontinuierlicher Verteilung der Zusammensetzung durch Magnetron-reaktives Co-Sputtern hergestellt. Die Dotierstoffkonzentration (M) wird durch Rutherford-Rückstreuspektrometrie (RBS) bestimmt. Zusätzlich wurde berichtet, dass die Stöchiometrie von VOx, z. B. das Verhältnis von Sauerstoff zu Metallen, auch die Übergangseigenschaften beeinflussen kann.Um die Sauerstoffmenge zu schätzen, wird die Kernreaktionsanalyse (NRA) an den Bibliotheken durchgeführt.

Gefördert durch: DFG, DFG

Unserer Arbeitsgruppe führt am Tandem-Beschleuniger-Labor der Universität zu Köln Experiment zur Kernstruktur und zur Nuklearen Astrophysik durch. Für die Datenanalyse ist eine genaue Kenntnis der Targetdicken und -zusammensetzung unbedingt erforderlich. Von vorherigen Experimenten wissen wir, dass der RBS-Aufbau am RUBION ideal für solche Messungen geeignet ist.

Gefördert durch: DFG

Um eventuelle Unterschiede in der Zusammensetzung der Zellmembran von neuralen Zellen nach Kryopreservierung und nicht kryopreservierten neuralen Zellen zu untersuchen, sollen mit Hilfe des Rasterionenleitfähigkeitsmikroskop Rauigkeitsmessungen an diesen Zellen vorgenommen werden.

Das Projekt zielt auf die Herstellung von Einzelphotonenquellen im Telekom Wellenlängenbereich ab, basierend auf einzelnen seltene Erd Ionen (insbesondere Erbium, Ytterbium) als Emitter, welche mittels Ionen-Implantation präzise in optische Kristalle dotiert werden (bis zu 200nm unter der Oberfläche). Die entscheidenden Vorteile der vorgeschlagenen Einzelphotonenquellen sind deren tatsächliche Einzelphotonenemission, deren Fourier limitierte Linienbreite, sowie die Möglichkeit emittierte Photonen direkt wieder in optischen Medien zu speichern, welche auf seltenen Erden basieren. Die normalerweise geringe Helligkeit von Erbium/Ytterbium Ionen kann hierbei um mehrere Größenordnungen zunehmen, indem diese an optische Resonatoren (angefertigt aus dünnen Lithiumniobat Filmen) mit hohen Gütefaktoren koppeln. Das Verhalten der Einzelphotonenquelle wird anhand ihrer Helligkeit und der Ununterscheidbarkeit der emittierten Photonen mit Hilfe eines Hong-Ou-Mandel Experiments beurteilt.

Gefördert durch: European Commission

Die Gattung Penicillium stellt eine Vielzahl von wichtigen Pilzarten, welche eine Bedeutung für die angewandte Mikrobiologie besitzen. Allerdings ist nur wenig über ihre entwicklungsabhängigen Besonderheiten in Bezug auf ihre sexuelle Vermehrung bekannt. Weiterhin weist die Beobachtung, dass die regulatorische Funktion der Paarungtyp-Locus (MAT)-kodierten Transkriptionsfaktoren (TFs) weit über die Kontrolle von Sexualprozessen hinausreicht, auf ihre besondere biotechnologische Relevanz hin. Die Analyse von MAT-kontrollierten zellulären und entwicklungsspezifischen Funktionen stellt deshalb einen vielversprechenden Forschungsansatz dar. Über die Charakterisierung der MAT-TFs hinaus, sind genregulatorische Netzwerke von Interesse, die durch MAT-Proteine in verschiedenen Penicillium-Arten kontrolliert werden. Wir beabsichtigen einen Einblick in die funktionellen und mechanistischen Eigenschaften von MAT-TFs zu erhalten, um die kooperative Interaktion mit DNA und anderen Proteinen zu verstehen. Deshalb werden wir

In diesem Projekt soll die katalytische Freisetzung verschiedener Fluoreszenzfarbstoffe in Bacillus Subtilis Zellen untersucht werden. Dazu werden B. Subtilis mit verschiedenen nicht-fluoreszierenden Farbstoffen und einer Rutheniumverbindung als Katalysator inkubiert. Die Freisetzung des fluoreszierenden Farbstoffes wird über die Bestimmung der Fluroeszenzintensität über 24 Stunden gemessen. Um verschiedene Konzentrationen und verschiedene Farbstoffe gleichzeitig zu testen, wird der Plate Reader der Arbeitsgruppe von Prof. Bandow genutzt. Potentiell sollen diese Untersuchungen auch unter dem Fluoreszenzmikroskop durchgeführt werden.

Gefördert durch: None / internal funds from RUB

wird noch nachgereicht

Die Biogenese photosynthetischer Proteinkomplexe erfordert hochspezifische Mechanismen zur Sortierung, Integration und Assemblierung von kern- als auch plastidenkodierten Komplexuntereinheiten. Zentrale Schritte in der Biogenese des Photosystems II (PS II) umfassen die cotranslationale Insertion des plastidenkodierten D1-Proteins in die Thylakoidmembran und die anschließende Assemblierung in PS II. Kürzlich wurde in meiner Gruppe eine Technik zur Rekonstitution der [35S]-D1 Insertion entwickelt, die die Verwendung eines homologen in vitro Translationssystems (basierend auf Erbsenchloroplasten) umfasst. Die Ziele dieses Projektes umfassen (I) die Identifikation von neuen Komponenten, die an der D1 Insertion beteiligt sind, (II) die molekulare Analyse der Proteinkontakte der naszierenden D1 Polypeptidkette während der Translation und Insertion und (III) die Analyse der Mechanismen, die für die Zielsteuerung und die Bindung der translatierenden Ribosomen an die Thylakoidmembran verantwortlich sind.

Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Nach einer 10-tägigen Vorinkubation werden den feuchten Bodenproben 14C gelabeltes Substrat und bestimmte Nährstoffkombinationen hinzugefügt. Die Inkubation erfolgt in einem CarbO2Bot® Gerät, welches das durch die Mikroorganismen entstandene CO2 durch Änderungen in der elektrischen Leitfähigkeit einer alkalischen Lösung ermittelt. Nach bestimmten Intervallen wird die Lösung ersetzt und das enthaltene 14CO2 in einem Scintillations Counter bestimmt (Perkin Elmer Tri-Carb 2800 TR). Diese Methode ermöglicht es, das substratbürtige CO2 von dem SOC-bürtigen CO2 zu unterscheiden, um dadurch den sog. Priming Effekt zu berechnen. Die Enzymaktivität wird nach der multi-microplate-assay Methode nach Marx et al. (2001) bestimmt. Der Bodenlösung wird ein fluoreszierendes Substrat (MUF/AMC) hinzufügt, dessen Fluoreszenz bei Enzymaktivät durch ein Microplate Reader Tecaninfinite F200 Gerät im Wellenlängenbereich 360/460 nm gemessen wird.

Durch Beschuss einer Diamantschicht mit Kohlenstoffionen mit einer kinetischen Energie von 100 𝑘𝑒𝑉 soll eine graphitische Schicht als Gate für einen FET erzeugt werden, um so eine elektrische Möglichkeit zur Steuerung und Stabilisierung einzelner NV-Zentren zu realisieren.

Die Molybdänverbindungen, MoS2 and Mo(2)C sind vielversprechende Katalysatoren für elektrochemische Anwendungen, z.B. Wasser-Elektrolyseure. In diesem Projekt soll die Dynamik von Wasserstoff in diesen Materialien mit Neutronenstreuung (ILL Grenoble), elektrochemischer Spektroskopie (WH Recklinghausen) und Kernreationsanalyse (dieser Projektantrag) untersucht werden: Absorption, schnelle Diffusion unter Reaktionsbedingungen, Wasserstoff- und Substratphononen sowie ortho-para-Konversion auf kalten Oberflächen. Dazu werden Modellsysteme aus reinen Materialien, Pulverproben und elektrochemische Elektroden verwendet. Erwartete Ergebnisse sind Diffusionsparameter (Bindungsenergien, Pfade, Aktivierungsenergien) und strukturelle und dynamische Kennzeichen der reaktiven Oberflächen. Da Wasserstoffabsorption beobachtet wird und mehrere bewegliche Spezies vorliegen, sind H-Konzentrationsprofile zur vollständigen Auswertung der Neutronenstreu-Daten nötig.

Gefördert durch: Institut Laue-Langevin, Doktorandenstipendium

Die Implantation von Elementen des solaren Windes, zum Beispiel Wasserstoff, in planetare Materialien ist ein aktiver Prozess der Verwitterung im Weltraum. Es ist deshalb wichtig diesen Prozess zu erforschen, um dessen Einfluss auf den Wasserstoff-Haushalt planetarer Körper zu verstehen. Wir implantieren deshalb unterschiedliche Fluenzen an Wasserstoff in Olivin, um herauszufinden ab wann eine Wasserstoff-Sättigung in diesem Mineral erreicht ist. Dieses Projekt ist eine Kollaboration mit Shun-ichiro Karato, Jiang Zhenting und Qinting Jiang der Yale Universität.

Unsere Forschungsgruppe ist Experte für hybride Quantengeräte, bei denen Spins in Festkörpern an supraleitende Quantenschaltungen gekoppelt sind. Wir verwenden diese Geräte für Quantencomputeranwendungen. Insbesondere entwickeln wir spinbasierte Quantenspeicher für Mikrowellenphotonen. Für diese Anwendung benötigen wir die Implantation von Wismutatomen in ein Siliziumsubstrat. Die Wismutatome bilden beim Abkühlen auf niedrige Temperatur Donoren, deren Elektronenspin eine sehr lange Kohärenzzeit hat. Daher werden wir in diesem Projekt Siliziumsubstrate (isotopisch angereichert mit dem kernspinfreien Si28-Isotop) bereitstellen und die Implantation von Wismutionen von Rubion anfordern.

ZnSe is wide bandgap semiconductor with cubic crystallographic structure. Ternary compound with a different atomic ration of magnesium or manganese and beryllium gives us the opportunity to change compound bandgap and lattice constant. Sets of bulk (Zn,Mg)Se (Mg at.% ~5%) and (Zn,Mn,Be)Se (Mn at.% ~7%, Be at.% ~5%) crystals grown by modified Bridgman-Stockbarger method can be implanted with transition metals (TM) elements to check the influence of the crystal field of host material to energy levels of d-electrons. Additionally, optical constants (refractive index, extinction coefficient) can be modified selectively when implanted with TM due to split in spectroscopic terms. Chemical composition of obtained samples can be checked with XPS and PIXE methods. Host damage caused by ions implantation and electrical properties of implanted II-VI crystals are also important concerns.