Dokumentation 2008 - Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

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Dokumentation 2008
Herausgegeben vom
MAX-PLANCK-INSTITUT FÜR METALLFORSCHUNG
in Stuttgart
Abteilung Materialsynthese und Mikrostrukturdesign, ehemals Prof. Aldinger
Abteilung Dünnschichten und Biosysteme, ehemals Prof. Arzt
Abteilung Theorie inhomogener kondensierter Materie, Prof. Dietrich
Abteilung Niederdimensionale und metastabile Materialien, Prof. Dosch
Abteilung Phasenumwandlungen, Thermodynamik und Kinetik, Prof. Mittemeijer
Abteilung Moderne Magnetische Materialien, Prof. Schütz
Abteilung Neue Materialien und Biosysteme, Prof. Spatz
Umschlagbild:
ZnO Sunflowers mineralized on functionalized silicon surface.
This special morphology is achieved when ZnO mineralizes on DNA fictionalized silicon
substrates. A silicon wafer was firstly rendered hydrophobic by self-assembly of silane
molecules with vinyl anchor groups. At appropriate pH, this surface has high binding specificity
for the 5’-ends of DNA molecules, where free protonated phosphates are present.
Thus, calf thymus DNA molecules as weak acids were attached to the alkenes functionalized
surface by electrophilic addition. Finally, the method of chemical bath deposition was applied
and ZnO microstructures were produced by thermohydrolysis of 30 mM Zn(NO3)2.6H2O in the
presence of 1wt% NH3.
The investigation of the influence of different bioorganic additives as structure directing agents
during the thermohydrolysis of zinc salts are of great importance for the formation of new key
materials included in novel functional devices.
Petia Pavlinova Atanasova, 2008.
Hier aufgeführte Arbeiten aus dem Jahr 2007 lagen bei Redaktionsschluss des vergangenen
Berichts noch nicht vor.
Herausgeber: Max-Planck-Institut für Metallforschung
Heisenbergstr. 3, 70569 Stuttgart
Telefon 0711 689-1933
Telefax 0711 689-3002
E-Mail: klooz@mf.mpg.de
http://www.mf.mpg.de
Verantwortlich für den Inhalt:
Prof. Dr. rer. nat. Joachim P. Spatz
Redaktion: Layout:
Druck:
Heide Klooz
Claudia Däfler
Druckerei Aickelin Druck und Medien, Leonberg
Stand:
Juli 2009
Inhaltsverzeichnis
Struktur und Gliederung des Instituts
4
Wissenschaftliche Veröffentlichungen
a)
Veröffentlichungen in Zeitschriften und Konferenzberichten
11
b)
Monographien und Beiträge zu Sammelwerken
30
c)
Herausgabe von Zeitschriften und Zeitschriftenheften
31
Erfindungs- und Patentanmeldungen
33
Abgeschlossene Arbeiten
a)
Dissertationen
34
b)
Master- und Diplomarbeiten
35
Doktoranden
37
Gastwissenschaftler
41
Sonstige Mitteilungen
a)
Ehrungen
44
b)
Berufungen / Ernennungen
44
c)
Wissenschaftliche Veranstaltungen
46
d)
Weitere Veranstaltungen
47
Tätigkeitsberichte im Jahrbuch der Max-Planck-Gesellschaft 2008
a)
Raumtemperatur-Ferromagnetismus von Zinkoxid: Ein Korngrenzenphänomen?
49
b)
Nanostrukturierte Oberflächen für biomedizinische Anwendungen
59
Dokumentation 2008
Max-Planck-Institut für Metallforschung
Struktur und Gliederung
(2008)
Geschäftsführender Direktor / Kommissarischer Leiter
Wissenschaftliche Mitglieder
Prof. Dr. rer. nat. Siegfried Dietrich
Prof. Dr. rer. nat. Helmut Dosch
Prof. Dr. Ir. Eric Jan Mittemeijer
Prof. Dr. rer. nat. Gisela Schütz
Nachwuchsgruppenleiter
Dr. Dagmar Goll
Dr. Frauke Gräter
Dr. Raquel Martin
Dr. Ralf Richter
Dr. Sylvie Roke
Max Planck Fellow
Prof. Dr. Clemens Bechinger
Emeritierte Wissenschaftliche Mitglieder
Prof. Dr. rer. nat. Fritz Aldinger
Prof. Dr. phil. Dr. h.c. Hellmut Fischmeister
Prof. Dr. rer. nat. Volkmar Gerold
Prof. Dr. rer. nat. Helmut Kronmüller
Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. mult. Günter Petzow
Prof. Dr. rer. nat. Dr.-Ing. h.c. Manfred Rühle
Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Alfred Seeger
Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. Günther Tölg
Auswärtige Wissenschaftliche Mitglieder
Prof. Dr. Jacques Friedel, Paris, Frankreich
Prof. Dr. Arthur Heuer, Cleveland, Ohio, USA
Prof. Dr. Johannes Heydenreich, Halle (Saale), Deutschland
Prof. Dr. Frans A. Spaepen, Cambridge, MA, USA
4
Personelles
Dokumentation 2008
Personelles
Fachbeirat (Amtsperiode ab 01.01.2008)
Prof. Dr. Friedrich G. Barth, Wien, Österreich
Prof. Dr. Yves Bréchet, Grenoble, France
Prof. Dr. Daan Frenkel, Cambridge, Großbritannien
Prof. Dr. George C. Hadjipanayis, Newark, DE, USA
Prof. Dr. Jim M. Howe, Charlottesville, VA,USA
Prof. Dr. Paul Leiderer, Konstanz, Deutschland
Prof. Dr. Gabrielle Long, Argonne, IL, USA
Prof. Dr. Uri Sivan, Haifa, Israel
Prof. Dr. M. A. Somers, Kgs. Lyngby, Dänemark
Prof. Dr. Itamar Willner, Jerusalem, Israel
Kuratorium (bis 31.12.2008)
Dr. Wolfgang Borgmann, Stuttgart, Deutschland
Dr. Siegfried Dais, Gerlingen, Deutschland
Prof. Dr. Karl Ganzhorn, Sindelfingen, Deutschland
Dr. Peter Grahle, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr. Thomas Hirth, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Huber, Marktredwitz, Deutschland
Prof. Dr. Winfried J. Huppmann, Eschen, Liechtenstein
Dr. Heinrich Lohstöter, Neumarkt, Deutschland
MinDir. Dr. Gisela Meister-Scheufelen, Stuttgart, Deutschland
Herbert Moser, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr.-Ing. Wolfram Ressel, Stuttgart, Deutschland
OB Dr. Wolfgang Schuster, Stuttgart, Deutschland
MinDir. Klaus Tappeser, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr. Eberhard Umbach, Karlsruhe, Deutschland
MinR. Dr. Ekkehard Warmuth, Berlin, Deutschland
Prof. Dr. Hans-Joachim Werner, Stuttgart, Deutschland
StS Hubert Wicker, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr. Martin Winterkorn, Wolfsburg, Deutschland
5
Dokumentation 2008
Personelles
Am Institut tätige Wissenschaftler (Stand 31. Dezember 2008)
Dr. rer. nat. Marcus Abel
Edward Prabu Amaladass, M.Sc.
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. habil. Peter Antonie van Aken
Dr. rer. nat. Brigitte Baretzky
Prof. Dr. rer. nat. Clemens Bechinger
Dr. rer. nat. Ewald Bischoff
Dr. /VAK Moskau Volodymyr Bugaev
Dr. biol. hum. Tobias Busch
Dr. rer. nat. Elisabeth Ada Cavalcanti-Adam
Dr. Miguel Castillo-Rodriguez
Dr. rer. nat. Anabel Clemen
Dr. rer. nat. Alex de Beer
Dr. rer. nat. Julia Deuschle
Alejandro Diaz-Ortiz, Dr./Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Mexico
Dr. rer. nat. Märit Djupmyr
Prof. Dr. rer. nat. Manfred Fähnle
Dr. Roberto Fiammengo
Andrea Gambassi, Ph.D.
Dipl.-Inf. Franz-Werner Gergen
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. habil. Eberhard Goering
Dr. rer. nat. Jerzy Golczewski
Dr. rer. nat. Dagmar Goll
Olena Gorb, Dr./VAKU Kiew
Dr. rer. nat. Frauke Gräter
Tamas Haraszti, Ph.D.
Dr. rer. nat. Michael Hirscher
Dr. Ir. Lars P. H. Jeurgens
Dr. rer. nat. Simon Jungbauer
Peter Kaiser, M.Sc.
Manickam Kandavel, Ph.D./Indian Institute of Technology, Madras
Priv. Doz. Dr. med. Dr. Dieter Kaufmann
Dr. rer. nat. Ralf Kemkemer
Christoph Koch, Ph.D./Arizona State University, Tempe, AZ, USA
Alexander Kovalev, Dr./Institute of Theoretical and Experimental Biophysics (RAS), Pushchino, Russia
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. habil. Michael Krech
Dipl.-Chem. Sebastian Kruss
Dr. rer. nat. Stefan Kudera
Dr. Ing. Viola Küstner
Dr. rer. nat. Andreas Leineweber
Dr. rer. nat. Hans-Georg Libuda
6
Dokumentation 2008
Personelles
Dr. rer. nat. Theobald Lohmüller
Anna Maria Maciolek, Ph.D., habil.
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. habil. Günter Majer
Dr. rer. nat. Janos Major
Marton Major, Ph.D.
Dr. Raquel Martin, MBA
Dr. Ali Moosavi
Dr. rer. nat. Claudia Pacholski
Dipl.-Biol. Henrik Peisker
Dr. rer. nat. Fritz Phillipp
Dr. rer. nat. Julien Polleux
Stefan Quint, M.Sc.
Dr. rer. nat. Behnaz Rahmati Kalkhoran
Dr. rer. nat. Markus Rauscher
Dr. rer. nat. Harald Reichert
Dr. rer. nat. Gunther Richter
Dr. rer. nat. Ralf Richter
Dr. Sylvie Roke
Dr. rer. nat. Dirk Rothenstein
Dr. rer. nat. Adrian Rühm
Dr. rer. nat. Amin Rustom
Dr. rer. nat. Lothar Schimmele
Dr. Richard William Moore Segar
Dr. rer. nat. Wilfried Sigle
Dipl. Biol. (t.o.) Caroline Sonntag
Dr. Vesna Srot
Paulien Maria Geradus Staal, M.A.
Dr. rer. nat. Andreas Stierle
Dr. rer. nat. Hermann Stoll
Boris Straumal, Dr./Moskauer Institut für Stahl und Legierungen, Moskau
Dr. Agnes Szökefalvi-Nagy
Dr. Mikola Tasinkevych
Dr. rer. nat. Cornelia Thedieck
Dr. Ayse Zeren Turak
Dr. rer. nat. Dagmar Voigt
Dr. Vedran Vonk
Jiang Yong Wang, Ph.D./Univ. of the Orange Free State, Bloemfontein, South Africa
Dr. Zumin Wang, Ph.D./Univ. of Science and Technology of China, Hefei, China
Dr. rer. nat. Udo Welzel
Dr. rer. nat. Peter Wochner
Dr. rer. nat. Tobias Wolfram
Dr. rer. nat. Markus Wohlschlögel
7
Dokumentation 2008
Wissenschaftliche Mitarbeiter an der Universität Stuttgart,
Institut für Metallkunde (Stand 31. Dezember 2008)
Dipl.-Ing. Rico Bauer
Dr. rer. nat. Ralf Schacherl
Dipl.-Ing. Petra Sonnweber-Ribic
Prof. Dr. rer. nat. Horst P. Strunk
Institut für Nichtmetallische Anorganische Materialien
(Stand 31. Dezember 2008)
Dr. rer. nat. Frank Berger
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. habil. Joachim Bill
Dr. rer. nat. Zaklina Burghard
Dr. rer. nat. Helfried Näfe
Dr. rer. nat. Luciana Pitta Bauermann
Dr. rer. nat. Giulia Santomauro
Amir Hossein Tavakoli, M.Sci.
Nijuan Sun / Ph.D/Beijing University, Beijing, P.R. China
Institut für Theoretische und Angewandte Physik
(Stand 31. Dezember 2008)
Dr. Esther Barrena Villas
Priv.-Doz. Dr. rer. nat. habil. Ludger Harnau
Dr. rer. nat. Hubert Keller
Dr. Svyatoslav Kondrat
Dr. rer. nat. Roland Roth
Monamie Sanyal, M.Sc.
8
Personelles
Wissenschaftliche Abteilungen
Nachwuchsgruppen
Wissenschaftlicher Service
Wissenschaftliche
Arbeitsgruppe
Gemeinsame
Einrichtungen
mit FKF
Bibliothek
ZWE
EDV
Theorie
inhomogener
kondensierter
Materie
Dietrich*
Tieftemperaturservice
Probenherstellung
ZWE
ANKA
Niederdimensionale
und metastabile
Materialien
Rühle/Dosch*
Fachbeirat
Kuratorium
Glastechnik
ZWE
Röntgenbeugung
Moderne
magnetische
Materialien
Phasenumwandlungen,
Thermodynamik
und Kinetik
Feinmechanische
Werkstatt
Dual Beam
Magnetische
Nanostrukturen
(Goll)
Schütz***
Mittemeijer *
Materialsynthese
und
Mikrostrukturdesign
ehemals
Aldinger
ZWE
Biomaterialien
Protein Mechanik (Gräter)
Biomedizin. Anwendungen (Martin)
Glykobiotechnologie (Richter)
Lichtdiffraktion an Biomat. (Roke)
Neue Materialien
und
Biosysteme
Spatz**
S. Dietrich, H. Dosch, E.J. Mittemeijer, G. Schütz, J. Spatz
Kommissarischer Leiter: Joachim Spatz (27.04.07 – 30.04.10)
Kollegium
Stand: Oktober 2008
ZWE
Dünnschichtlabor
Dünnschichtund
Biosysteme
StEM
Max Planck Fellow
(Bechinger)
Weiche Materie
9
*** Honorarprofessur Universität Stuttgart
** Professur an der Universität Heidelberg
* Personalunion m. Universität Stuttgart
N.N.
Geschäftsstelle
Geschäftsführender Direktor
(Kommissarische Leitung)
ehemals
Arzt
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Dokumentation 2008
10
Veröffentlichungen
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Wissenschaftliche Veröffentlichungen (2008)
a) Veröffentlichungen in Zeitschriften und Konferenzberichten
Albrecht, J., P. Audehm and M. Djupmyr: Chaotic vortex dynamics and low current phases in
the remanent state of MgB2 thin films. Superconductor Science and Technology 21, 045016
(2008)
Alonso, J. M., A. Reichel, J. Piehler and A. del Campo: Photopatterned surfaces for site-specific
and functional immobilization of proteins. Langmuir 24, 2, 448-457 (2008)
Arnold, M., V. C. Hirschfeld-Warneken, T. Lohmüller, P. Heil, J. Blümmel, E. A. CavalcantiAdam, M. López-Garcia, P. Walther, H. Kessler, B. Geiger and J. P. Spatz: Induction of cell
polarization and migration by a gradient of nanoscale variations in adhesive ligand spacing.
Nano Letters 8, 7, 2063-2069 (2008)
Aufrecht, J., A. Leineweber, J. Foct and E. J. Mittemeijer: The structure of nitrogensupersaturated ferrite produced by ball milling. Philosopical Magazine 88, 1835-1855 (2008)
Avraham, N., E. H. Brandt, G. P. Mikitik, Y. Myasoedov, M. Rappaport, E. Zeldov, C. J. van der
Beek, M. Konczykowski and T. Tamegai: Influence of spatial variations in the lower critical field
on the equilibrium field penetration into superconductors. Physical Review B 77, 214525 (2008)
Barbier, A., A. Stierle, F. Finocchi and J. Jupille: Stability and stoichiometry of (polar) oxide
surfaces for varying oxygen chemical potential. Journal of Physics: Condensed Matter 20,
18014 (2008)
Barrena, E., X. N. Zhang, B. N. Mbenkum, T. Lohmueller, T. N. Krauss, M. Kelsch, P. A. van
Aken, J. P. Spatz and H. Dosch: Self-assembly of phthalocyanine nanotubes by vapor-phase
transport. Chemical Physics and Physical Chemistry 9, 1114-1116 (2008)
Bauer, R., M. Baccalaro, L. P. H. Jeurgens, M. Pohl and E. J. Mittemeijer: Oxidation behavior
of Fe-25Cr-20Ni-2.8Si during isothermal oxidation at 1286 K; life-time prediction. Oxidation of
Metals 69, 265-285 (2008)
Baumann, W., A. Leineweber and E. J. Mittemeijer: Calibration and desmearing of a differential
thermal analysis measurement signal – upon heating and cooling –in the high-temperature
region. Thermochimica Acta 472, 50-54 (2008)
Baumgartl, J., J. Dietrich, J. Dobnikar, C. Bechinger and H. H. von Grünberg: Phonon
dispersion curves of two-dimensional colloidal crystals: the wavelength-dependence of friction.
Soft Matter 4, 11, 2199-2206 (2008)
Bellina, P. J., F. Phillipp and P. A. van Aken: In-situ transmission electron microscopy
investigation of TiO islands nucleating on SrTiO3 (100) and (110) surfaces at high temperature.
In: EMC2008, 14th European Microscopy Congress, Vol. 1: Instrumentation and Methods,
(Eds.) M. Luysberg, K. Tillmann, T. Weirich. Springer, Berlin [et al.] 2008, 471-472
Betz, O., U. G. K. Wegst, D. Weide, M. Heethoff, L. Helfen, W.-K. Lee and P. Cloetens: Imaging
applications of synchrotron X-ray micro-tomography in biological morphology and biomaterial
science. Pt. I. General aspects of the technique and its advantages in the analysis of arthropod
structures. Journal of Microscopy 227, 1, 51-71 (2007)
Beutel, R. G. and S. N. Gorb: Evolutionary scenarios for unusual attachment devices of
Phasmatodea and Mantophasmatodea (Insecta). Systematic Entomology 33, 501-510 (2008)
11
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Bhattacharyya, S., T. Höche, C. Bocker, C. Rüssel, A. Duran, N. Hémono, F. Muñoz, M. J.
Pascual, K. Hahn and P. A. van Aken: Studying nanocrystallization behaviour of different
inorganic glasses using transmission electron microscopy. In: EMC2008, 14th European
Microscopy Congress, Vol. 2: Materials Science, (Eds.) S. Richter, A. Schwedt. Springer, Berlin
[et al.] 2008, 523-524
Bingen, P., G. Wang, N. F. Steinmetz, M. Rodahl and R. P. Richter: Solvation effects in the
quartz crystal microbalance with dissipation monitoring response to biomolecular adsorption.
A phenomenological approach. Analytical Chemistry 80, 8880-8890 (2008)
Biswas, K. and F. Aldinger: High temperature compliance test: a new methodology to
characterize visco-elastic, anelastic and plastic behaviour. Materials Chemistry and Physics 112,
366-372 (2008)
Bolte, M., G. Meier, B. Krüger, A. Drews, R. Eiselt, L. Bocklage, S. Bohlens, T. Tyliszczak,
A. Vansteenkiste, B. Van Waeyenberge, K. W. Chou, A. Puzic and H. Stoll: Time-resolved X-ray
microscopy of spin-torque-induced magnetic vortex gyration. Physical Review Letters 100,
176601 (2008)
Boskovic, S., D. Djurovic, S. Zec, B. Matovic, M. Zinkevich and F. Aldinger: Doped and Codoped CeO2: preparation and properties. Ceramics International 34, 2001-2006 (2008)
Boskovic, S., S. Zec, M. Ninic, J. Dukic, B. Matovic, D. Djurovic and F. Aldinger: Nanosized
ceria solid solutions obtained by different chemical routes. Journal of Optoelectronic &
Advanced Materials 10, 515-519 (2008)
Breitling, A. and D. Goll: Hard magnetic L10 FePt thin films and nanopatterns. Journal of
Magnetism and Magnetic Materials 320, 1449-1456 (2008)
Broedling, N. C., A. Hartmaier, M. J. Buehler and H. J. Gao: The strength limit in a bio-inspired
metallic nanocomposite. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 56, 3, 1086-1104
(2008)
Broedling, N. C., A. Hartmaier and H. J. Gao: Fracture toughness of layered structures:
embrittlement due to confinement of plasticity. Engineering Fracture Mechanics 75, 3743-3754
(2008)
Brück, S., S. Bauknecht, B. Ludescher, E. Goering and G. Schütz: An advanced magnetic
reflectometer. Review of Scientific Instruments 79, 083109 (2008)
Brück, S., G. Schütz, E. Goering, X. Ji and K. M. Krishnan: Uncompensated moments in the
MnPd/Fe exchange bias system. Physical Review Letters 101, 126402 (2008)
Brunner, D.: Can the kink-pair theory apply for the yield stress of single crystalline SrTiO3 at
high temperatures? Materials Science and Engineering A 483-484, 521-524 (2008)
Brunner, D.: Stress-relaxation tests in the work-hardening regime of tungsten single crystals
below 300 K. Materials Science and Engineering A 483-484, 525-528 (2008)
Brunner, R., A. Deparnay, M. Helgert, M. Burkhardt, T. Lohmüller and J. P. Spatz: Product
piracy from nature: biomimetic microstructures and interfaces for high-performance optics.
Proceedings of SPIE 7057, 705705 (2008)
Büsgen, T., M. Hilgendorff, S. Irsen, F. Wilhelm, A. Rogalev, D. Goll and M. Giersig: Colloidal
cobalt-doped ZnO nanorods: synthesis, structural, and magnetic properties. Journal of Physical
Chemistry C 112, 7, 2412-2417 (2008)
Campesi, R., F. Cuevas, R. Gadiou, E. Leroy, M. Hirscher, C. Vix-Guterl and M. Latroche:
Hydrogen storage properties of Pd nanoparticle/carbon template composites. Carbon 46, 206214 (2008)
Campesi, R., F. Cuevas, E. Leroy, M. Hirscher, R. Gadiou, C. Vix-Guterl and M. Latroche:
In situ synthesis and hydrogen storage properties of PdNi alloy nanoparticles in an ordered
mesoporous carbon template. Microporous and Mesoporous Materials 117, 511-514 (2008)
12
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Cavalcanti-Adam, E. A., D. Aydin, V. C. Hirschfeld-Warneken and J. P. Spatz: Cell adhesion
and response to nanopatterned environments by steering receptor clustering and location. HFSP
Journal 2, 5, 276-285 (2008)
Cavallo, F., W. Sigle and O. G. Schmidt: Controlled fabrication of Cr/Si and Cr/SiGe tubes
tethered to insulator substrates. Journal of Applied Physics 103, 116103 (2008)
Chakraborty, J., U. Welzel and E. J. Mittemeijer: Interdiffusion, phase formation, and stress
development in Cu-Pd thin-film diffusion couples: interface thermodynamics and mechanisms.
Journal of Applied Physics 103, 113-512 (2008)
Chang, L.-S., B. Straumal, E. Rabkin, W. Lojkowski and W. Gust: Hot isostatic pressing of CuBi polycrystals with liquid-like grain boundary layers. Acta Materialia 55, 335-343 (2007)
Corberi, F., A. Gambassi, E. Lippiello and M. Zannetti: The non-equilibrium response of the
critical Ising model: universal scaling properties and local scale invariance. Journal of Statistical
Mechanics: Theory and Experiment, P02013 (2008)
Cui, G., L. Gu, L. Zhi, N. Kaskhedikar, P. A. van Aken, K. Müllen and J. Maier: A germanium–
carbon nanocomposite material for lithium batteries. Advanced Materials 20, 3079-3083 (2008)
Curcic, M., B. van Waeyenberge, A. Vansteenkiste, M. Weigand, V. Sackmann, H. Stoll, M.
Fähnle, T. Tyliszczak, G. Woltersdorf, C. H. Back and G. Schütz: Polarization selective magnetic
vortex dynamics and core reversal in rotating magnetic fields. Physical Review Letters 101,
197204 (2008)
Dash, S. P., D. Goll and H. D. Carstanjen: Near-surface compositional oscillations of Co
diffused into Si(100) at -60°C: a study by high-resolution Rutherford backscattering. Applied
Physics A 91, 379-383 (2008)
Datta, P., P. Majewski and F. Aldinger: Synthesis and characterization of gadolinia-doped ceriasilver cermet cathode material for solid oxide fuel cells. Materials Chemistry and Physics 107,
370-376 (2008)
Datta, P., P. Majewski and F. Aldinger: Synthesis and reactivity study of gadolinia doped cerianickel: a potential anode material for solid oxide fuel cell. Journal of Alloys and Compounds
455, 454-460 (2008)
Datta, P., P. Majewski and F. Aldinger: Study of strontium- and magnesium-doped lanthanum
gallate solid electrolyte surface by X-ray photoelectron spectroscopy. Materials Research
Bulletin 43, 1, 1-8 (2008)
De Oteyza, D. G., E. Barrena, S. Sellner, J. O. Ossó and H. Dosch: Molecular structure and
growth morphologies of pentacene/fluorinated copper-phthalocyanine heterostructures. Thin
Solid Film 516, 7525-7529 (2008)
De Oteyza, D. G., E. Barrena, M. Ruiz-Osés, I. Silanes, B. P. Doyle, J. E. Ortega, A. Arnau,
H. Dosch and Y. Wakayama: Crystallographic and electronic structure of self-assembled DIP
monolayers on Au(111) substrates. Journal of Physical Chemistry C 112, 7168-7172 (2008)
De Souza, E. J., M. Brinkmann, C. Mohrdieck and E. Arzt: Enhancement of capillary forces by
multiple liquid bridges. Langmuir 24, 16, 8813-8820 (2008)
De Souza, E. J., M. Brinkmann, C. Mohrdieck, A. Crosby and E. Arzt: Capillary forces between
chemically different substrates. Langmuir 24, 10161-10168 (2008)
De Souza, E. J., L. Gao, T. J. McCarthy, E. Arzt and A. J. Crosby: Effect of contact angle
hysteresis on the measurement of capillary forces. Langmuir 24, 4, 1391-1396 (2008)
Dean, M. N., S. N. Gorb and A. P. Summers: A cryoSEM method for preservation and
visualization of calcified shark cartilage (and other stubborn heterogeneous skeletal tissues).
Microscopy Today 16, 48-51 (2008)
Dehm, G., S. H. Oh, P. Gruber, M. Legros and F. D. Fischer: Strain compensation by twinning
in Au thin films: experiment and model. Acta Materialia 55, 19, 6659-6665 (2007)
13
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Del Campo, A. and E. Arzt: Fabrication approaches for generating complex micro- and
nanopatterns on polymeric surfaces. Chemical Reviews 108, 3, 911-945 (2008)
Delheusy, M., A. Stierle, N. Kasper, R. P. Kurta, A. Vlad, H. Dosch, C. Antoine, A. Resta, E.
Lundgren and J. Andersen: X-ray investigation of subsurface interstitial oxygen at Nb/oxide
interfaces. Applied Physics Letters 92, 10, 101911 (2008)
Deuschle, J. K., H. M. Deuschle, S. Enders, J. Michler and E. Arzt: In situ identation testing of
elastomers. Acta Materialia 56, 4390-4401 (2008)
Djurovic, D., M. Zinkevich and F. Aldinger: Thermodynamic modeling of the cerium-yttriumoxygen system. Solid State Ionics 179, 33-34, 1902-1911 (2008)
Dominguez, A., D. Frydel and M. Oettel: Multipole expansion of the electrostatic interaction
between charged colloids at interfaces. Physical Review E 77, 2, 020401 (2008)
Dominguez, A., M. Oettel and S. Dietrich: Force balance of particles trapped at fluid interfaces.
The Journal of Chemical Physics 128, 11, 114904 (2008)
Doria, M. M., E. H. Brandt and F. M. Peeters: Magnetization of a superconducting film in a
perpendicular magnetic field. Physical Review B 78, 054407 (2008)
Dourdain, S., D. T. Britton, H. Reichert and A. Gibaud: Determination of the elastic modulus
of mesoporous silica thin films by x-ray reflectivity via the capillary condensation of water.
Applied Physics Letters 93, 183108 (2008)
Du, K., F. Phillipp and M. Rühle: Quantitative image matching between experimental and
simulated high-resolution transmission electron micrographs. Korean Journal of Microscopy 38,
4, Supplement (2008) 514-515
Du, K. and M. Rühle: Image matching between experimental and simulated high-resolution
electron micrographs of sapphire on the [0110] orientation. Journal of Microscopy 232, 1, 137144 (2008)
Dunlop, I. E., S. Zorn, G. Richter, V. Srot, M. Kelsch, P. A. van Aken, M. Skoda, A. Gerlach,
J. P. Spatz and F. Schreiber: Titanium–silicon oxide film structures for polarization-modulated
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TEM investigations of Pt/YSZ interfaces. In: EMC2008, 14th European Microscopy Congress,
Vol. 2: Materials Science, (Eds.) S. Richter, A. Schwedt. Springer, Berlin [et al.] 2008, 369-370
Stegmaier, P., J. M. Alonso and A. del Campo: Photoresponsive surfaces with two independent
wavelength-selective functional levels. Langmuir 24, 20, 11872-11879 (2008)
26
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Stegmann, H., V. B. Özdöl, C. Koch, P. A. van Aken, J. Engelmann, P. Potapov and E. Zschech:
Chemical bonds in damaged and pristine low-κ materials: a comparative EELS study.
Microelectronic Engineering 85 (2008) 2169-2171
Steiauf, D., J. Seib and M. Fähnle: Unified theory of near-adiabatic magnetization dynamics for
collinear and noncollinear magnetization. Physical Review B 78, 020410(R) (2008)
Steinmetz, N. F., E. Bock, R. P. Richter, J. P. Spatz, G. P. Lomonosoff and D. J. Evans:
Assembly of multilayer arrays of viral nanoparticles via biospecific recognition: a quartz crystal
microbalance with dissipation monitoring study. Biomacromolecules 9, 456-462 (2008)
Steppke, A., C. Becker, V. Grosse, L. Dörrer, F. Schmidl, P. Seidel, M. Djupmyr and J. Albrecht:
Planar high-Tc superconducting quantum interference device gradiometer for simultaneous
measurements of two magnetic field gradients. Applied Physics Letters 92, 122504 (2008)
Stierle, A.: Tracking corrosion cracking. Science 321, 349-350 (2008)
Straumal, B. B., A. S. Gornakova, O. A. Kogtenkova, S. G. Protasova, V. G. Sursaeva and B.
Baretzky: Continuous and discontinuous grain-boundary wetting in ZnxAl1-x. Physical Review B
78, 054202 (2008)
Straumal, B. B., A. S. Gornakova and V. G. Sursaeva: Reversible transformation of a grainboundary facet into a rough-to-rough ridge in zinc. Philosophical Magazine Letters 88, 1, 27-36
(2008)
Straumal, B. B., O. Kogtenkova and P. Zieba: Wetting transition of grain-boundary triple
junctions. Acta Materialia 56, 925-933 (2008)
Straumal, B. B., A. A. Mazilkin, S. G. Protasova, A. A. Myatiev, P. B. Straumal and B. Baretzky:
Increase of Co solubility with decreasing grain size in ZnO. Acta Materialia 56, 6246-6256
(2008)
Straumal, B., O. Kogtenkova, S. Protasova, A. Mazilkin, P. Zieba, T. Czeppe, J. WojewodaBudka and M. Faryna: Wetting and premelting of triple junctions and grain boundaries in the
Al-Zn alloys. Materials Science and Engineering A 495, 1-2 (2008) 126-131.
Straumal, B., R. Valiev, O. Kogtenkova, P. Zieba, T. Czeppe, E. Bielanska and M. Faryna:
Thermal evolution and grain boundary phase transformations in severely deformed nanograined
Al-Zn alloys. Acta Materialia 56, 20, 6123-6131 (2008)
Subasri, R. and H. Näfe: Texture in Na-ß-Al2O2 due to microwave processing. Materials
Chemistry and Physics 112, 16-19 (2008)
Subasri, R. and H. Näfe: Phase evolution on heat treatment of sodium silicate water glass.
Journal of Non-Crystalline Solids 354, 896-900 (2008)
Sugiharto, A. B., C. M. Johnson, H. B. de Aguiar, L. Alloatti and S. Roke: Generation and
application of high power femtosecond pulses in the vibrational fingerprint region. Applied
Physics B 91, 315-318 (2008)
Sugiharto, A. B., C. M. Johnson, I. E. Dunlop and S. Roke: Delocalized surface modes reveal
3-dimensional structure of complex bio-molecules. Journal of Physical Chemistry C 112, 20
7531-7534 (2008) (Letter)
Sun, J., S. V. Gräter, L. Yu, S. Duan, J. P. Spatz and J. Ding: Technique of surface modification
of a cell-adhesion resistant hydrogel by a cell-adhesion-available inorganic microarray. Bio
macromolecules 9, 2569-2572 (2008)
Szalai, I. and S. Dietrich: Magnetization and susceptibility of ferrofluids. Journal of Physics:
Condensed Matter 20, 20, 204122 (2008)
Tian, F., H. Hosseinkhani, M. Hosseinkhani, A. Khademhosseini, Y. Yokoyama, G. Gomez
Estrada and H. Kobayshi: Quantitative analysis of cell adhesion on aligned micro- and
nanofibers. Journal of Biomedical Materials Research A 84, 291-299 (2008)
27
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Tietze, T., M. Gacic, G. Schütz, G. Jakob, S. Brück and E. Goering: The hole is important! The
quest for ferromagnetism in doped ZnO. BESSY Highlights 2007, 14-15 (2008)
Tietze, T., M. Gacic, G. Schütz, G. Jakob, S. Brück and E. Goering: XMCD studies on Co and
Li doped ZnO magnetic semiconductors. New Journal of Physics 10, 055009 (2008)
Troendle, M., L. Harnau and S. Dietrich: Critical adsorption and critical Casimir forces for
geometrically structured confinements. Journal of Chemical Physics 129, 124716 (2008)
Tutus, M., F. R. Rossetti, E. Schneck, G. Fragneto, F. Förster, R. Richter, T. Nawroth and M.
Tanaka: Orientation-selective incorporation of transmembrane F0F1 ATP synthase complex from
Micrococcus luteus in polymer-supported membranes. Macromolecular Bioscience 8, 10341043 (2008)
Udyansky, A., V. N. Bugaev, O. Shchyglo, H. Reichert and H. Dosch: Kinetic correlation effects
in binary alloys. Physical Review B 77, 052201 (2008)
Ulmer, J., B. Geiger and J. P. Spatz: Force-induced fibronectin fibrillogenesis in vitro. Soft
Matter 4, 1998-2007 (2008)
Vansteenkiste, A., J. De Baerdemaeker, K. W. Chou, H. Stoll, M. Curcic, T. Tyliszczak,
G. Woltersdorf, C. H. Back, G. Schütz and B. Van Waeyenberge: Influence of domain wall
pinning on the dynamic behavior of magnetic vortex structures: time-resolved scanning x-ray
transmission microscopy in NiFe thin film structures. Physical Review B 77, 144420 (2008)
Varenberg, M. and S. Gorb: Close-up of mushroom-shaped fibrillar adhesive microstructure:
contact element behaviour. Journal of the Royal Society Interface 5, 24, 785-789 (2008)
Varenberg, M. and S. Gorb: A beetle-inspired solution for underwater adhesion. Journal of the
Royal Society Interface 5, 20, 383-385 (2008)
Varenberg, M. and S. Gorb: Adhesion and friction of a biomimetic mushroom-shaped fibrillar
microstructure. In: Proceedings of the ASME/STLE International Joint Tribology Conference,
Pt. A and B. American Society of Mechanical Engineers, New York 2008, 951-952
Vives Diaz, N. E., S. S. Hosmani, R. E. Schacherl and E. J. Mittemeijer: Nitride precipitation
and coarsening in Fe-2.23at.% V alloys: XRD and (HR)TEM study of coherent and incoherent
difraction effects caused by misfitting nitride precipitates in a ferrite matrix. Acta Materialia 56,
4137-4149 (2008)
Vives-Diaz, N. E., R. E. Schacherl, L. F. Zagonel and E. J. Mittemeijer: Influence of the
microstructure on the residual stresses of nitrided iron-chromium alloys. Acta Materialia 56,
1196-1208 (2008)
Vives Diaz, N. E. V., R. E. Schacherl and E. J. Mittemeier: The morphology of nitrided ironchromium alloys; influenced of chromium content and nitrogen and nitrogen supersaturation.
International Journal of Materials Research 99, 150-158 (2008)
Voigt, D. and S. Gorb: An insect trap as habitat: cohesion-failure mechanism prevents adhesion
of Pameridea roridulae bugs to the sticky surface of the plant Roridula gorgonias. The Journal of
Experimental Biology 211, 2647-2657 (2008)
Voigt, D., J. M. Schuppert, S. Dattinger and S. N. Gorb: Sexual dimorphism in the attachment
ability of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae) to
rough substrates. Journal of Insect Physiology 54, 765-776 (2008)
Voigt, D., J. M. Schuppert, S. Dattinger and S. N. Gorb: Sexualdimorphismus der Haftfähigkeit
an rauen Oberflächen bei Leptinotarsa decemlineata SAY (Coleoptera, Chrysomelidae).
Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Entomologie 16, 431434 (2008)
Vonk, V., C. Ellinger, N. Khorshidi, A. Vlad, A. Stierle and H. Dosch: In situ x-ray study of
Fe3Al(110) subsurface superlattice disordering during oxidation. Physical Review B 78, 165426
(2008)
28
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Wakayama, Y., R. Hayakawa, T. Chikyow, S. Machida, T. Nakayama, D. G. de Oteyza, H. Dosch
and K. Kobayashi: Self-assembled molecular nanowires of 6,13-bis(methylthio)pentacene:
growth, electrical properties, and applications. Nano Letters 8, 10, 3273-3277 (2008)
Walz, F., V. A. M. Brabers and H. Kronmüller: Impact of irradiation-induced point defects on
electronically and ionically induced magnetic relaxation mechanisms in titano-magnetites.
Physica Status Solidi (A) 205, 12, 2934-2942 (2008)
Wang, C., O. Fabrichnaya, M. Zinkevich, Y. Du and F. Aldinger: Experimental study and
thermodynamic modelling of the ZrO2-LaO1.5 system. Calphad 32, 1, 111-120 (2008)
Wang, Z. M., J. Y. Wang, L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: Thermodynamics and
mechanism of metal-induced crystallization in immiscible alloy systems: experiments and
calculations on Al/a-Ge and Al/a-Si bilayers. Physical Review B 77, 045424 (2008)
Wang, Z. M., J. Y. Wang, L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: Tailoring the ultrathin
Al-induced crystallization temperature of amorphous Si by application of interface
thermodynamics. Physical Review Letters 100, 125503 (2008)
Wang, Z. M., J. Y. Wang, L. P. H. Jeurgens and E. J. Mittemeijer: Investigation of metal-induced
crystallization in amorphous Ge/crystalline Al bilayers by Auger microanalysis and selectedarea depth profiling. Surface and Interface Analysis 40, 427-437 (2008)
Wang, Z. M., J. Y. Wang, L. P. H. Jeurgens, F. Phillipp and E. J. Mittemeijer: Origins of stress
development during metal-induced crystallization and layer exchange: annealing amorphous
Ge/crystalline Al bilayers. Acta Materialia 56, 5047-5057 (2008)
Weitz, R. T., K. Armsharov, U. Zschieschang, E. Barrena Villas, D. K. Goswami, M. Burghard,
H. Dosch, M. Jansen, K. Kern and H. Klauk: Organic n-channel transistors based on corecyanated perylene carboxylic diimide derivates. Journal of the American Chemical Society 130,
14, 4637-4645 (2008)
Weitz, R. T., L. Harnau, S. Rauschenbach, M. Burghard and K. Kern: Polymer nanofibers via
nozzle-free centrifugal spinning. Nano Letters 8, 1187-1191 (2008)
Wile, G. D., K. A. Daltorio, E. D. Diller, L. R. Palmer, S. N. Gorb, R. E. Ritzmann and R.
D. Quinn: Screenbot: Walking inverted using distributed inward gripping. In: IEEE/RSJ
International Conference on Intelligent Robots and Systems. IEEE 2008, 1513-1518
Willaredt, M. A., K. Hasenpusch-Theil, H. A. R. Gardner, I. Kitanovic, V. C. HirschfeldWarneken, C. P. Gojak, K. Gorgas, C. L. Bradford, J. P. Spatz, S. Wölfl, T. Theil and K. L.
Tucker: A crucial role for primary cilia in cortical morphogenesis. The Journal of Neuroscience
28, 48, 12887-12900 (2008)
Wohlschlögel, M., W. Baumann, U. Welzel and E. J. Mittemeijer: Determination of depth
gradients of grain interaction and stress in Cu thin films. Applied Crystallography 41, 10671075 (2008)
Wohlschlögel, M., T. U. Schülli, B. Lantz and U. Welzel: Application of a single-reflection
collimating multilayer optic for x-ray diffraction experiments employing parallel-beam
geometry. Journal of Applied Crystallography 41, 124-133 (2008
Wolfram, T., J. P. Spatz and R. W. Burgess: Cell adhesion to agrin presented as a nanopatterned
substrate is characteristic of an interaction with the extracellular matrix and not transmembrane
adhesion molecules. BMC Cell Biology 9, 64 (2008)
Wu, B., M. Zinkevich, F. Aldinger, M. Chu and J. Shen: Prediction of the ordering behaviours of
the orthorhombic phase based on Ti2AlNb alloys by combining thermodynamic model with ab
initio calculation. Intermetallics 16, 1, 42-51 (2008)
Yan, Y., L. Harnau, N. A. M. Besseling, A. de Keizer, M. Ballauff, S. Rosenfeldt and A. Cohen
Stuart: Spherocylindrical coacervate core micelles formed by a supramolecular coordination
polymer and a diblock copolymer. Soft Matter 4, 2207-2212 (2008)
29
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Yuan, S. J., Y. Kong, F. S. Wen and F. S. Li: Fe-4 cluster adsorbed on single-wall carbon
nanotubes: a density functional study. Computational Materials Science 42, 1, 83-89 (2008)
Zaiser, M., J. Schwerdtfeger, A. S. Schneider, C. P. Frick, C. P., B. G. Clark, P. A. Gruber
and E. Arzt: Strain bursts in plastically deforming molybdenum micro- and nanopillars.
Philosophical Magazine 88, 3861-3874 (2008)
Zanella, M., A. Falqui, S. Kudera, L. Manna, M. F. Casula and W. J. Parak: Growth of colloidal
nanoparticles of group II-VI and IV-VI semiconductors on top of magnetic iron-platinum
nanocrystals. Journal of Materials Chemistry 18, 36, 4311-4317 (2008)
Zeng, Y. P., A. Zimmermann, F. Aldinger and D. Jiang: Effect of organic additives on the zeta
potential of PLZST and rheological properties of PLZST slurries. Journal of the European
Ceramic Society 28, 2597-2604 (2008)
Zhang, X. N., E. Barrena, D. G. De Oteyza, E. De Souza and H. Dosch: Growth of diindenoperylene single crystals on amino-functionalized SiO2 surfaces. Journal of Applied
Physics 104, 104308 (2008)
Zhou, L., R. C. Hoffmann, Z. Zhao, J. Bill and F. Aldinger: Chemical bath deposition of thin
TiO2-anatase films for dielectric applications. Thin Solid Films 516, 7661-7666 (2008)
b) Monographien und Beiträge zu Sammelwerken
Gorb, S. N.: Smooth attachment devices in insects: functional morphology and biomechanics.
In: Insect Mechanics and Control. (Ed.) J. Casas, S. Simpson. Advances in Insect Physiology,
Vol. 34. Academic Press, London 2008, 81-116
Gorb, S. N.: Adhesive material inspired by insect locomotory attachment devices. In: Insect
Mimetics - learning from insect design. (Eds.) T. Shimozawa., T. Hariyama. Advanced
Biomimetics Series. NTS Co., Tokyo 2008, 372-381
Hirscher, M.: Maßgeschneiderte Speichermaterialien. In: Von Brennstoffzellen bis Leuchtdioden
(Energie und Chemie - Ein Bündnis für die Zukunft). Deutsche Bunsen-Gesellschaft für
Physikalische Chemie e.V., Frankfurt am Main 2008, 31-33
Hirscher, M. and B. Panella: Hydrogen adsorption (Carbon, Zeolites, Nanocubes). In: Hydrogen
as a Future Energy Carrier. (Eds.) A. Züttel, A. Borgschulte, L. Schlapbach. Wiley-VCH,
Weinheim 2008, 173-188
Lipavský, P., J. Kolacek, K. Morawetz, E. H. Brandt and T. J. Yang: Bernoulli Potential in
Superconductors. How the electrostatic field helps to understand superconductivity. Lecture
Notes in Physics, Vol. 733. Springer, Berlin, Heidelberg, New York 2008, VIII,268 p.
Rauscher, M.: Dynamic density functional theory (DDFT). In: Encyclopedia of Microfluidics
and Nanofluidics. (Ed.) D. Li. Springer, New York 2008, 428-433
Rühle, M.: Schloss Ringberg heute - Erinnerungen an aussergewöhnliche wissenschaftliche
Tagungen. In: Schloss Ringberg am Tegernsee. Ausklang Wittelsbachischer Bautradition Begegnungsort der Wissenschaft. H. Himen. Mit Beiträgen von Otto Meitinger and Manfred
Rühle. Deutscher Kunstverlag, München – Berlin 2008, 151-157
Rühle, M.: Ringberg castle today - recollections of extraordinary scientific conferences.
In: Ringberg Castle on Tegernsee. Swan Song of Wittelsbach Building - Place of Scientific
Meetings. H. Himen. With essays by Otto Meitinger and Manfred Rühle. Deutscher
Kunstverlag, München - Berlin 2008, 151-157
Zinkevich, M. and F. Aldinger: Structures of ceramic materials: thermodynamics and
constitution. In: Ceramics Science and Technology. Vol. 1, Structures. (Eds.) R. Riedel, I.-W.
Chen. Wiley-VCH, Weinheim 2008, 183-229
30
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
c) Herausgabe von Zeitschriften und Zeitschriftenheften
Aldinger, F. ist Mitherausgeber der Zeitschrift „Ceramics International“
Aldinger, F. ist Mitglied des Editorial Board des „Journal of Ceramic Processing Research (Korea)“
Aldinger, F.. ist Mitglied des Editorial Boards (Regional Editor) der Zeitschrift „Science of Sintering“
Dietrich, S., ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Molecular Physics“
Dosch, H. ist Mitglied des Advisory Editorial Board der Zeitschrift „Europhysics Letters“
Frank, W. ist Mitherausgeber der Zeitschrift „Applied Physics A“
Frank, W. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Materials Chemistry and Physics“ einschließlich der „Materials Science Communications“
Hofmann, S. ist Mitglied des Advisory Editorial Board der Zeitschrift „Applied Surface
Science“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „CRC Critical Reviews in Solid
State and Materials Science“
Hofmann, S., ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Thin Solid Films“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial Advisory Board der Zeitschrift „SIA Surface and
Interface Analysis“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial and Advisory Board des „Journal of Advanced Science
(Japan)“
Hofmann, S. ist Mitglied des Editorial and Advisory Boards des „Journal of Surface Science
(Japan)“
Kronmüller, H. ist Mitglied des Advisory Editorial Board des „Journal of Magnetism and
Magnetic Materials“
Mittemeijer, E. J. und J. Grosch sind Herausgeber der Zeitschrift „Heat Treatment and
Materials“
Mittemeijer, E. J. ist Mitherausgeber der „Zeitschrift für Kristallographie“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „International Materials
Review“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Board des „Journal of ASTM International“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Materials Science Forum“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Board des „Journal of Alloys and Compounds“
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Advisory Board des „Open Materials Science
Journal”
Mittemeijer, E. J. ist Mitglied des Editorial Board des „International Journal of Materials
Research“
Petzow, G. ist Herausgeber der Zeitschrift „Praktische Metallographie – Practical
Metallography“
Petzow, G. ist Herausgeber der Schriftenreihe „Sonderbände der Praktischen Metallographie“
Rühle, M., G. Petzow und P.P. Schepp sind Herausgeber des „International Journal of Materials
Research“
31
Dokumentation 2008
Veröffentlichungen
Rühle, M.. ist Mitglied des Editorial Board des „Journal of Ceramic Processing Research
(Korea)“
Rühle, M. ist Mitherausgeber der „Annual Reviews of Materials Research“
Rühle, M. ist Mitglied des Editorial Board der Zeitschrift „Materials Science and Engineering
A“
Rühle, M. ist Mitglied des Advisory Editorial Board der Zeitschrift „Ultramicroscopy“
Seeger, A. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Philosophical Magazine“
Seeger, A. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „Philosophical Magazine Letters“
Seeger, A. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „physica status solidi a – applications
on materials sciences“
Seeger, A. ist Mitglied des Advisory Board der Zeitschrift „physica status solidi b- basic solid
state physics“
Spatz, J. P. ist Mitherausgeber der Zeitschrift „Biointerphases“
Spatz, J. P. ist Associate Editor der Zeitschrift „Nano Letters“.
Spatz, J. P. ist Mitglied des International Advisory Editorial Board der Zeitschrift „Soft Matter“
der Royal Society of Chemistry
Zeitschriftenheft:
Mittemeijer, E. J., P. Scardi, A. Leineweber, U. Welzel (Eds.): Size-Strain V. Diffraction
analysis of the microstructure of materials. Proceedings of 5th Size-Strain Conference. (SizeStrain V). Zeitschrift für Kristallographie 27, Supplement No. 27 (2008)
32
Dokumentation 2008
Erfindungen & Patente
Erfindungs- und Patentanmeldungen
Böhm, H., Bock, E. und J. Spatz: Technologie zur großflächigen Beschichtung von Substraten
mit polymeren Lösungen. GI 3968
Kemkemer, R. und J. Spatz: Adhesion associated CELL STRETCHER. GI 3939
Koch, C.T.: Software for automated acquistion of rocking beam electron patterns. GI 3980
Kudera, S., E. Bock, J. Spatz und L. Manna, (Universität Genua): Nanodrähte auf
Substratoberflächen, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung (Method to
produce firmly anchored nanowires). GI 3970, DPA 21.11.2008
Pacholski, C. und S. Quint: Fabrication of sub-wavelength hole arrays in metallic films. GI 4039
Rolli, C., R. Kemkemer und J. Spatz: Quantifizierung von Zellmigration durch enge Kanäle.
GI 3983
Spatz, J.: Sortierung biologischer Proben an nanostrukturierten Grenzflächen. GI 3975,
DPA 08.12.2008
Spatz, J.: Substrate zur Selektion und spezifischen Beeinflussung der Funktion von Zellen.
GI 3974, DPA 08.12.2008
Spatz, J. und R. Kemkemer: Kolloidale Beschichtung von Filzen und Sieben als Träger für
Papierbahnen bei der Papierherstellung. GI 3896
Spatz, J., T. Lohmüller und M. Arnold: Flächige Größen- und Abstandsvariationen in Mustern
von Nanostrukturen auf Oberflächen. PCT 03.03.2008
Spatz, J., T. Lohmüller und R. Brunner (Firma Zeiss): Mikro-Nano-Hybridoptiken. PCT
22.03.2008
Spatz, J., A. Rustom: Bionic battery: self-repairing/refuelling biobattery. GI 3917, DPA
16.09.2008
Varenberg, M., S. N. Gorb, A. Schilling und A. Hansen (OVD Kinegram AG): Körper mit das
Reibungsverhalten verbessernder Oberflächenstruktur. GI 3914. DPA 14.10. 2008
(GI: Max-Planck-Innovation GmbH, vormals Garching Innovation GmbH
DPA: Deutsches Patent Amt)
33
Dokumentation 2008
a) Dissertationen:
Abel, M.: Analyse TNT-basierter Netzwerke in permanenten und primären Zellkulturen mittels
mikrostrukturierten Oberflächen. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Acunman, H.: Photosensitive Moleküle zur Immobilisierung von Biomolekülen an
Grenzflächen. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Bock, E.: Deposition and growth of various nanomaterials at nanostructured interfaces.
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Böhm, H.: Micromechanical properties and structure of the pericellular coat of living cells
modulated by nanopatterned substrates. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg
2008
Clauß, A. R.: Nitriding of Fe-Cr-Al alloys: nitride precipitation and phase transformations.
Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
De Beer, A. G. F.: Focal adhesion dynamics. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Delheusy, M.: X-ray investigation of Nb/O interfaces. Université Paris-Sud 11, 91405 Orsay
Cedex, France 2008
Deuschle, J.: Mechanics of soft polymer indentation. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Dotti, C.: Lattice model for fluid flow in narrow channels. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Hadji-Hosseini, B.: Cellular separation forces studied by force spectroscopy and microplate
manipulation. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Hansen-Goos, H.: Entropic forces on bio-molecules. Stuttgart, Stuttgart 2008
Jungbauer, S.: Mechanical stimulation of cells: dynamic behavior of cells on cyclical stretched
substrates. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Kuru, Y.: Interrelationships of microstructure, stress and diffusion. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2008
Lehle, H.: Fluktuations- und Kapillarkräfte zwischen Kolloiden an fluiden Grenzflächen.
Lohmüller, T.: Nanostructured functional materials. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg,
Heidelberg 2008
Ludwig, T.: Thermoanalytische und konstitutionelle Charakterisierung des Systems Si3N4-Y2O3Al203-SiO2. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Merath, R.-J.: Microscopic calculation of line tensions. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Mezger, M.: X-ray studies of the density depletion at hydrophobic water-solid interfaces.
Nikolussi, M.: Cementite in the Fe-N-C- system. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Reicho, A.: Ambient pressure oxidation of AG(111) surfaces: an in-situ X-ray study. Universität
Stuttgart, Stuttgart 2008
Rinck, S.: Selectively nanostructured interfaces to control cell adhesion and anoikis. RuprechtKarls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Schöder, S.: Substrate-dependence of the ice premelting at heterogeneous interfaces: an X-ray
scattering study. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
34
Dokumentation 2008
Singer, R.: Modellierung von Spinwechselwirkungen auf atomarer Skala und Energetik
konkurrierender Spinkonfigurationen in fcc Eisen. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Steiauf, D.: Dissipative Magnetisierungsdynamik: Ein Zugang über die ab-initio
Elektronentheorie. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Streicher, P.: Studying integrin-mediated cell spreading using a biomimetic system. Universität
Heidelberg, Heidelberg 2008
Sugiharto, A. B.: Vibrational sum frequency spectroscopic studies of poly(lactic acid) films.
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Tucic, A.: Wet chemical synthesis and characterization of organic/TiO2 multilayers. Universität
Vlad, A.: In-situ oxidation study of metallic alloys from UHV to atmospheric pressures.
Wohlschlögel, M. A.: Microstructural effects on stress in thin films. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2008
Zhang, X. N.: Mechanisms of growth and structural properties of diinenoperylene on metal,
dieelectric, and organic surfaces. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
b) Master*- und Diplomarbeiten
Althoff, F.: Zelladhäsionsdynamik auf nanostrukturierten Hydrogelen. Ruprecht-KarlsUniversität Heidelberg, Heidelberg 2008
Beißwenger, C.: Vergleichende Studie über die Mikrostruktur von Schlangenschuppen. Eberhard
Karls Universität, Tübingen 2008
Burger, S. A.: Herstellung und Charakterisierung dünner Messingschichten. Universität
Chen, D.: Kinetik der allotropen h.c.p./f.c.c. Phasenumwandlung in Kobalt. Kinetics of the
allotropic h.c.p./f.c.c. phase transformation in cobalt. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
De Angeli, L.: On the theory of magnetization dynamics of non-collinear spin systems in the s-d
model. Universität Stuttgart, Stuttgart 2007 *
Dietermann, F.: Zur ab-initio Elektronentheorie des Magnetismus bei endlichen Temperaturen.
Eisele, N.:Surface-confined nucleoporin-films as nanoscale model for the permeability barrier of
nuclear pore complexes. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Engelhart, W.: Theorie der Kernspektroskopie mit zirkular polarisierter Gammastrahlung.
Gojak, C.: Nanostructured biointerfaces for investigating cellular adhesion and differentiation.
Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008 *
Haag, S. T.: Grenzflächenreaktionen und Diffusion in Dünnschichtsystemen. Interfacial
reactions and diffusion in thin film systems. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Huang, Y.: Pulvertechnologische Herstellung und Charakterisierung von nanokristallinen SiCKeramiken. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Köberle, I.: Zur ab-initio Elektronentheorie stark nichtkollinearer Spinsysteme. Universität
35
Dokumentation 2008
Kruss, S.: Synthese und Charakterisierung künstlicher Zellumgebungen. Ruprecht-KarlsUniversität Heidelberg, Heidelberg 2008
Li, H.: DNS-gesteuerte Mineralisation von ZnO in wässriger Lösung. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2008
Marinescu, M.: Wetting of geometrically structured substrates. Universität Stuttgart, Stuttgart
2008 *
Oberländer, A.: Untersuchungen zum Diffusionsverhalten von Boroxid in einem BornitridKörper. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Peisker, H.: Untersuchungen der adhäsiven und mechanischen Eigenschaften von Facettenaugen
mittels Rasterkraftmikroskopie und Nanoindentation. Universität Kassel, Kassel 2008
Rolli, C.: Development of a microfluidic chip to study cell migration through micro-size
channels. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
Sackmann, V.: GdFe-Multilagen zur Vergrößerung des magnetischen Vortexkerns. Universität
Sanyal, M.: Structure and morphology of cobalt phtalocyanine organic films on silicon dioxide.
Universität Stuttgart, Stuttgart 2008 *
Saracino, M.: Oberflächenstruktur von Metallelektroden unter elektrochemischem Einfluss.
Schendel, S.: Charakterisierung nanoskaliger Silbersinterschichten. Characterization of
nanosized thin sintered Ag layers. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Schmitz, B.: Physisorption von Wasserstoff in neuen Materialien mit großer spezifischer
Oberfläche. Universität Bonn, Bonn 2007
Schölermann, J.: Analysis of lineage commitment in human mesenchymal stem cells in
response to different curvatures. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008 *
Schramm, S. M.: Density profile of ionic liquids at a hard wall. Universität Stuttgart, Stuttgart
2008
Spinner, M.: Mikroornamentation der echten Chamäleons (Chamaeleoninae: Fucifer, Calumma,
Chamaeleo). Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, Bonn 2008
Subkow, S.: Ab-initio Elektronentheorie der magnetischen Anisotropie im System FePt mit der
Clusterentwicklungsmethode. Universität Stuttgart, Stuttgart 2008
Tzivanakis, S.: Structure and magnetism in two-dimensional FeCo alloys. Universität Stuttgart,
Stuttgart 2008
Ullrich, S.: Charakterisierung von Linkersystemen zur selektiven Anbindung von Zellen an
nanostrukturierte Oberflächen. Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Heidelberg 2008
36
Dokumentation 2008
Doktoranden (Stand: 31.12.2008)
a) Inland 1
Jochen Marc Aufrecht, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Daniel Aydin, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Rico Bauer, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Wolfgang Baumann, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Ferdinand Belz, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Sarah Biela, Uppsala University, Uppsala, Sweden
Lars Bommer, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Naturwissenschaftlich-Technische
Fakultät II, Physik und Mechatronik
Achim Breitling, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 1. Physikalisches
Institut
Sebastian Brück, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Thomas Bublat, Universität Stuttgart, 4. Physikalisches Institut
Timo Burek, Universität Hohenheim, Stuttgart, Institut für Zoologie
Martin Deibler, Universität Konstanz, Bioimaging Center Konstanz / Universität Konstanz,
Center for Applied Photonics, Konstanz
Mark-Oliver Diesner, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Frank Dietermann, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik /
Fabian Dörfler, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Claus Ellinger, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Christian Gojak, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Alexandra M. Goldyn, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen / DWI an der
RWTH Aachen e.V.
Fanja Geiger, Universität Stuttgart, Biologisches Institut
Sabine Haag, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Babak Hosseini, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Physikalisches Institut
Vera Catherine Hirschfeld-Warneken, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische
Chemie
1
Wissenschaftliche Institution, an der die Diplom- bzw. Masterarbeit erstellt wurde
37
Dokumentation 2008
Eric Aime Jägle, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Patrick Jüllig, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Matthias Kammerer, Universität Ulm, Institut für Theoretische Physik / Max-Planck-Institut für
Plasmaphysik, Garching
Navid Khorshidi, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Katharina Klein, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, Biophysik und
medizinische Physik
Tobias Krauss, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Christian Kreidler, Universität Konstanz, Konstanz
Ilia Louban, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik
Sebastian Macke, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Felix Maye, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Marcel Mayer, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Christoph Morhard, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Physikalisches Institut
Christine Anna Muth, Universität zu Köln, Köln, Fachbereich Biologie / Universitätsklinikum
Köln, Innere Medizin I. Labor für molekulare Tumorbiologie und Tumorimmunologie
Daniela Nolle, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Max Nülle, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Nadine Perschmann, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Fakultät für Chemie
Nicole Plath, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, Bonn, Kekulé-Institut für organische
Chemie und Biochemie
Theresa Pohl, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Sabri Rahmouni, Universität Stuttgart, 2. Physikalisches Institut
Julia Ranzinger, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Florian Rödl, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Claudio Gavino Rolli, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Maurice Ulrich Schlichtenmayer, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, HelmholtzInstitut für Strahlen- und Kernphysik
Ann-Kathrin Schmieder, Universität zu Köln, Köln, Institut für Organische Chemie.
Barbara Schmitz, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Helmholtz-Institut für
Strahlen- und Kernphysik / Max-Planck-Institut für Metallforschung
Andreas Schneider, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
38
Dokumentation 2008
René Schneider, Albert-Ludwigs Unversität, Freiburg i. Br., Institut für Physikalische Chemie
Tobias Schön, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Heiko Schröder, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Fakultät für Physik / Deutsches
Krebsforschungszentrum, Heidelberg
Simon Schulz, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Marco Schwieder, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Institut für Biochemie
Jonas Seib, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Christian Seifert, Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie,
Lehrstuhl Biophysik
Irina Slizskaia-Boxerman, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Fakultät für Chemie und
Geowissenschaften
Petra Sonnweber-Ribic, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Wolfram Stacklies, Universität Potsdam, Potsdam / Max-Planck-Institut für Molekulare
Pflanzenphysiologie, Golm
Martin Streichfuss, Universität Stuttgart, 5. Physikalischen Institut
Sergej Subkow, , Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Thomas Tietze, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Matthias Tröndle, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Kai Uhrig, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Simon Ullrich, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Biophysikalische Chemie / MaxPlanck-Institut für Metallforschung, Stuttgart
Nadine Walter, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Markus Weigand, Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Physikalisches Institut,
Experimentelle Physik II
Ellen Wohlfahrt, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für Metall
forschung
Thomas Wöhrle, Universität Stuttgart, Institut für Metallkunde / Max-Planck-Institut für
Metallforschung
Patricia Wolny, Ruprecht-Karls-Universität, Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Jasmin Zahn, Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich, Departement
Maschinenbau und Verfahrenstechnik
b) Ausland (Stand: 31.12.2008)
Laura Almenar Egea, Universitat de València, València, Spain
Borja Rioja Aragües, Universitat de Barcelona, Faculty of Biology, Barcelona, Spain
Seetharamaiah Attili, KTH-Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden / Eidgenössische
Technische Hochschule, Zürich, Schweiz
39
Dokumentation 2008
Georgijs Bakradze, Riga Technical University, Latvia
Hilton Barbosa de Aguiar, Universidade de São Paulo, São Carlos Physics Institutes, Brazil
Mostafa Biglari, Leiden Institute of Chemistry, Universiteit Leiden, Leiden, Netherlands / Corus
B.V., IJmuiden, Netherlands
Michael Curcic, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische und Angewandte Physik / MaxPlanck-Institut für Metallforschung
Mercedes Dragovits, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Biophysikalische Chemie
Jan Guzowski, Institute of Theoretical Physics, Warswa University, Warsaw, Poland
Carlos Hung Low, Technische Universität Dresden
Kyung Sub Jung, Hanyang University, Div. of Materials Science & Engineering, Seoul, South
Korea
Melih Kalafat, Universität Stuttgart, Institut für Strahlenphysik
Christos Kostoglou, Universität Stuttgart, Institut für Theoretische Physik I
Ivana Krkljus, University of Belgrade, Faculty for Physical Chemistry, Chair for Dynamics and
Matter Structure, Serbia
Ruslan Petrovich Kurta, Kiev Polytechnical Institute, Ukraine
Sai Ramudu Meka, Indian Institute of Technology, Kanpur, India
Burcu Ögüt, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel, Institut für Materialwissenschaft
Burak Özdöl, Christian-Albrecht Universität zu Kiel, Kiel, Institut für Materialwissenschaft
Emilia Panda, Indian Institute of Technology, Kanpur, India
Lindarti Purwaningsih, Bandung Institute of Technology, Bandung, Indonesia
Gayatari Rane, Goa University, Department of Chemistry, Goa, India
Jian Feng Sheng, Tsinghua University, Beijing, P.R. China
Amir Hossein Tavakoli, Universität Stuttgart, Institut für Nichmetallische Anorganische
Materialien / Max-Planck-Institut für Metallforschung
Senbo Xiao, Dept. of Biophysics, Physics School of Nankai University, Tianjin, P.R. China
40
Dokumentation 2008
Gastwissenschaftler
Gastwissenschaftler
Dr. Petia Pavlinova Atanasova, Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz,
Deutschland
Dr. Carsten Baldauf, Technische Universtität Dresden, Dresden, Deutschland
Dr. Gregory Ballentine, Argonne National Laboratory, Argonne, IL, USA
Dr. Paul Joseph Bellina, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Nelson Rei Bernardino, Imperial College London, London, United Kingdom of Great
Britain and Northern Ireland
Dr. Pramod Bhatt, Linköping University, Sweden
Dr. Ranu Bhatt, UGC-DAE Consortium for Scientific Research, Indore, India
Dr. Eva Bock, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Biophysikalische Chemie
Dr. Heike Böhm, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Biophysikalische Chemie
Dr. Luciano Fernandes Boesel, Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros. Consejo
Superior de Investigaciones Cientificas, Madrid, España
Prof. Dr. Snezana Boskovic, Institute of Nuclear Science “Vinca”, Materials Science
Laboratory, Belgrade, Serbia
Dr. Christian Burisch, BGFA, Forschungsinstitut für Arbeitsmedizin der Deutschen Unfallver
sicherung, Ruhr Universität, Bochum, Deutschland
Dr. Zaklina Burkhard, Universität Stuttgart, Institut für Nichtmetallische Anorganische
Materialien, Stuttgart, Deutschland
Dr. Letizia Carramusa, Weizmann Institute of Science, Department of Molecular Cell Biology,
Rehovot, Israel
Dr. Murat Cetinkaya, Pennsylvania State University, University Park, PA, USA
Dr. Kang Wei Chou, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Prof. Dr. Helmut Clemens, Montanuniversität Leoben, Österreich
Prof. Dr. Daniel Dantchev, Institute of Mechanics, Bulgarian Academy of Sciences, Sofia,
Bulgaria
Dr. Melissa Delheusy, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Alejandro Diaz-Ortiz, Texas Materials Institute, University of Texas at Austin, Austin,
USA
Dr. Ian Dunlop, University of Oxford, Oxford, United Kingdom of Great Britain and Northern
Ireland
Dr. Dhanadeep Dutta, Bhabha Atomic Research Centre, Radio Chemistry Division, Trombay,
Mumbai, India
Omar Abdel Al Ahmed Abdel Al El Bana, Atomic Energy Authority of Egypt, Cairo, Egypt
Dr. Dariusz Frydel, University of Chicago, Chicago, IL, USA
Dr. Blythe Gore Clark, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL, USA
Dr. Corinne Grevent, GSB-Wahl GmbH, Aichwald, Deutschland
Dr. Lin Gu, Arizona State University, Center for Solid State Sciences, Tempe, AZ, USA
Dr. Hendrik Hansen-Goos, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
41
Dokumentation 2008
Gastwissenschaftler
Dr. Santosh Hosmani, Department of Metallurgical Engineering & Materials Science, Indian
Institute of Technology, Bombay, Powal, Mumbai¸ India
Dr. Neng Yun Jin-Phillipp, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Dmitry A. Kukuruznyak, National Institute for Materials Science, Advanced Electronic
Materials Centre, Tsukuba, Japan
Prof. Dr. Sung Bo Lee, School of Materials Science and Engineering, Seoul National University,
Seoul, South Korea
Dr. Hartwig Lehle, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Yujie Li, Universität Ulm, Institut für Halbleiterphysik, Ulm, Deutschland
Dr. Feng Liu, State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestern Polytechnical
University, Xian, Shaanxi, P.R. China
Prof. Dr. Yongchang Liu, Department of Metallic Materials Science, College of Materials,
Tianjin University, Tianjin, P.R. China
Dr. Andrey Mazilkin, Moscow Academy of Instrument Engineering and Information,
Department of Physics, Moscow, Russian Federation
Dr. Beri Nsoyani Mbenkum, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Yang Meng, Tsinghua Univerity, Department of Materials Science and Engineering, Beijing,
P.R. China
Dr. Rolf-Jürgen Merath, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Kristen Mills, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA
Prof. Dr. Grygoriy Mykytyk, B. Verkin Institute for Low Temperature Physics & Engineering,
National Ukrainian Academy of Sciences, Kharkov, Ukraine
Prof. Dr. Marek Napiorkowski, Institute of Theoretical Physics, Warsaw University, Poland
Prof. Dr. Shobhana Narisimhan, Theoretical Sciences Unit, Jawaharlal Nehru Centre for
Advanced Scientific Research, Jakkur, Bangalore, India
Dr. Jaysen Janama Nelayah, Laboratoire de Physique des Solides, Université Paris-Sud 11,
France
Dr. Gleb Oshanin, Laboratoire de Physique Théoretique de l’Université Pierre et Marie Curie, et
du CNRS, Paris, France
Dr. Francesco Parisen Toldin, Università di Pisa / Scuola Normale Superiore di Pisa, Pisa, Italia
Prof. Dr. Yury Pastushenkov, Tver State University, Tver, Russian Federation
Dr. Julien Polleux, University of California, Los Angeles (UCLA), Department of Materials
Science and Engineering, Los Angeles, USA
Dr. Svetlana Protasoava, Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences,
Chernogolovka, Russian Federation
Prof. Dr. Eugen Rabkin, Technion – Israel Institute of Technology, Haifa, Israel
Dr. Behnaz Rahmati Kalkhoran, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart,
Deutschland
Dr. Gemma Maria Rodriguez, Universidad de Valencia, Facultad de Química, Departamento de
Química Orgánica, Valencia, España
Dr. Petra Marie Salame, Université Pierre and Marie Curie, Paris, France
Dr. Deenan Santhiya, National University of Singapore, Department of Chemical and
Biomolecular Engineering, Singapore
42
Dokumentation 2008
Gastwissenschaftler
Dr. Tamar Shahal, University of Cambridge, St. John`s College, Institute of Biotechnology,
Cambridge, United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland
Dr. Reinhard Singer, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Vesna Srot, Department for Nanostructured Materials, Jozef Stefan Institute, Ljubljana,
Slovenia
Dr. Daniel Steiauf, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Matthew Strader, University of California, Berkeley, Berkeley, CA, USA
Dr. Boris Straumal, Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences,
Chernogolovka, Russian Federation
Dr. Raghavan Subasri, School of Chemistry, University of Hyderabad, India
Padmavathi Jayaraman Subramanian, J. B. Bachha High School for Parsi Girls, Mumbai, India
Prof. Dr. Adam Summers, Ecology and Evolutionary Biology, University of California, Irvine,
Irvine, CA, USA
Dr. Subramanian Sundaram, Organic Chemistry, University of Mumbai, Mumbai, India
Prof. Dr. Istvan Szalai, Department of Physics, University of Veszprem, Veszprem, Hungary
Dr. Ismail Tejero-Villagrasa, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Physikalisch-Chemisches
Institut, Theoretische Chemie, Heidelberg, Deutschland
Dr. Oleg Vasilev, Landau Institute for Theoretical Physics, Chernogolovka, Russian Federation
Dr. Alina-Gabriela Vlad, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
Dr. Giovanni Volpe, Institut de Ciències Fotòniques, Castelldefels (Barcelona), Spain
Prof. Dr. Marcel van de Voorde, European Commission, Brussels, Belgium
Dr. Bartel van Waeyenberge, Department of Subatomic and Radiation Physics, Ghent
University, Ghent, Belgium
Dr. Zumin Wang, Structure Research Laboratory, University of Science and Technology of
China, Hefei, P.R. China
Prof. Dr. Jianzhong Wu, Universitiy of California at Riverside, Riverside, CA, USA
Dr. Fei Xia, Department of Chemistry, Xiamen University, Xiamen, Fujian, P.R. China
Dr. Yi Zhang, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, P.R. China
Dr. Xuena Zhang, Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart, Deutschland
43
Dokumentation 2008
Ehrungen
Sonstige Mitteilungen
a) Ehrungen
H. Barbosa de Aguiar gewann im August 2008 auf dem 55. Internationalen Symposium der
American Vacuum Society einen Preis für das beste Poster der Biomaterials Interfaces Division.
Dr. E. A. Cavalcanti-Adam gewann einen Preis „For Women in Science“, der von der Deutschen
Unesco-Kommission und L‘ Oréal Deutschland in Partnerschaft mit der Christiane NüssleinVolhard-Stiftung vergeben wird.
Prof. S. Dietrich wurde am 15. Februar 2008 von der American Physical Society zum
„Outstanding Referee“ gewählt.
Eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines FIB-geschnittenen Fishnet-Metamaterials
von U. Eigenthaler und Dr. M. Hirscher gehörte 2008 zu den 13 preisgekrönten Bildern im
Wettbewerb des Journals „Materials Today“.
Prof. Dr. M. Fähnle erhielt für das Wintersemester 2007/2008 den Preis der Fachschaft Physik
der Universität Stuttgart für die beste Kursvorlesung.
Dr. B. Gore Clark gewann einen ersten Platz beim Bilder-Wettbewerb anlässlich der
Frühjahrstagung 2008 der Materials Research Society (MRS).
Dr. R. Richter ist Gewinner des Arbeitsgruppenwettbewerbs „Glykobiotechnologie“ des BMBF.
Dr. S. Roke hat den Hertha-Sponer-Preis 2008 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft e.V.
erhalten.
B. Schmitz erhielt den zweiten Platz im She-Study-Award 2008 des Minerallölkonzerns Shell für
ihre Diplomarbeit „Physisorption von Wasserstoff in neuen Materialien mit großer spezifischer
Oberfläche
Die Veröffentlichung von T. Tietze, M. Gacic, G. Schütz, G. Jakob, S. Brück und E. Goering,
„XMCD studies on Co and Li doped ZnO magnetic semiconductors“(New Journal of Physics
10, no. 5, May, 055009 (2008)) wurde in die Liste „Best of NJP 2008“ aufgenommen.
Dr. A. Vlad gewann auf der10th International Conference on Surface X-ray and Neutron Scattering
(SXNS10) den Best Poster Award.
Dr. U. G. K. Wegst, S. Oberhoff, M. Weller and M. F. Ashby wurden für ihre Arbeit „Materials for
Violin Bows“ (J. Materials Research 98, 1230-1237 (2007)) mit dem Werner-Köster-Preis der
DGM ausgezeichnet.
Dr. U. Welzel erhielt den Günter Petzow Preis 2008 in Anerkennung seiner wegweisenden
Arbeiten in der Spannungsanalyse in Materialien und insbesondere zur Aufdeckung der
Oberflächen-Anisotropie.
b) Berufungen und Ernennungen
Prof. Dr. F. Aldinger wurde in das Gutachtergremium der Landes-Offensive zur Entwicklung
Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) des Landes Hessen berufen.
Prof. Dr. F. Aldinger wurde in das International Advisory Board der CIMTEC 2010 berufen, die
im Juni 2010 in Grosetto in Italien stattfinden wird.
44
Dokumentation 2008
Berufungen
Priv.-Doz. Dr. P. van Aken wurde eingeladen, in einem Team externer Gutachter am Oak Ridge
National Laboratory (ORNL) mitzuwirken. Begutachtet werden die Projekte, welche von der
Division of Materials Sciences and Engineering des U.S. Department of Energy (DoE), Office
of Basic Energy Sciences (BES), unterstützt werden.
Priv.-Doz. Dr. P. van Aken wurde in den Wissenschaftlichen Beirat für die Neuausrichtung der
Gruppe für Elektronenmikroskopie am Center of Advanced European Studies and Research
(caesar) in Bonn berufen.
Priv.-Doz. Dr. P. van Aken wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in das
wissenschaftliche Gutachterkomitee für die Begutachtung des Graduiertenkollegs GRK 1161/2
„Disperse Systeme für Elektronikanwendungen“ an der Peukert/Friedrich-Alexander-Universität
in Erlangen-Nürnberg berufen.
Priv.-Doz. Dr. P. van Aken wurde von der National Research Foundation (NRF) Südafrika
in das internationale wissenschaftliche Gutachtergremium für die Errichtung eines neuen
„Nanoscience and Nanotechnology Research Center“ in Port Elizabeth, Südafrika, berufen.
Dr. J. Albrecht hat einen Ruf auf eine W2-Professur für Physik an der Hochschule Aalen
erhalten und angenommen.
Prof. Dr. C. Bechinger wurde zum 1.1.2008 als Max-Planck-Fellow an das Max-Planck-Institut
für Metallforschung berufen.
Dr. J. Bill ist Mitglied der Gutachtergruppe für das Schwerpunktprogramm „Biomimetic
Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials“ der Deutschen
Forschungsgemeinschaft. Die erste Begutachtung war am 15. - 16. Dezember 2008.
Dr. A. del Campo Bécares hat einen Ruf auf eine W2-Stelle im Rahmen des „W2-MinervaProgramm zur Förderung hervorragender Wissenschaftlerinnen in der MPG“ am MPI für
Polymerforschung erhalten und angenommen.
Dr. K. Fauth hat einen Ruf auf eine W2-Professur für Experimentelle Physik am Physikalischen
Institut der Universität Würzburg erhalten und angenommen.
Dr. S. Gorb hat den Ruf auf eine W3-Professur an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
angenommen.
Dr. F. Graeter wurde zum “Joint Sino-German Junior Research Group Leader” (DAAD/BMBF)
ernannt.
Prof. Dr. E. J. Mittemeijer wurde in das Scientific Committee der „International Conference on
Processing & Manufacturing of Advanced Materials (THERMEC 2009)“ gewählt (25. bis 29.
August 2009 in Berlin).
Prof. Dr. E. J. Mittemeijer wurde zum Chairman der „9th International Conference on Residual
Stresses“ (ICRS 9) ernannt, die 2012 stattfinden wird.
Dr. C. Pacholski wurde 2008 in das Akademiekolleg für den Wissenschaftlichen Nachwuchs
(WIN-Kolleg) der Heidelberger Akademie der Wissenschaften aufgenommen.
Prof. Dr. G. Petzow wurde zum Ehrenvorsitzenden des 2. Sino-German Symposiums
„Computational Thermodynamics and Kinetics and their Application to Solidification“ ernannt
(9. bis 12. Juni 2009 in Aachen).
Dr. H. Reichert hat einen Ruf auf die Position des Director of Research (Physical Sciences, zum
01. Januar 2009) der ESRF (European Synchrotron Radioation Facility, Grenoble) erhalten und
angenommen.
Dr. S. Roke war von Januar bis Februar 2008 Mitglied eines Auswahlkomitees für themenoffene
Selbständige Nachwuchsgruppen der Chemisch-Physikalisch-Technischen Sektion der MaxPlanck-Gesellschaft
45
Dokumentation 2008
Ehrungen
Prof. Dr. M. Rühle wurde zum Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats des Erich Schmid
Instituts für Materialwissenschaften der Österreichischen Akademie der Wissenschaften
(Leoben) ernannt.
Prof. Dr. M. Rühle wurde zum Mitglied des Peer Review Committee des Hercules Projektes
(Flandern, Belgien) ernannt.
Prof. Dr. G. Schütz wurde zum Mitglied des Hochschulrats der Universität Bielefeld ernannt.
Prof. Dr. J. P. Spatz erhielt vom Weizmann Institute of Science (Rehovot/Israel) eine Weston
Gastprofessur im Department of Molecular Cell Biology.
Dr. B. Straumal wurde zum Mitglied des Wissenschaftlichen Komitees der 5. Internationalen
Konferenz „Diffusion in Solids and Liquids“ (DSL-2009) ernannt (24. bis 26. Juni 2009 in
Rom, Italien).
Dr. B. Straumal wurde zum „Member of the Scientific Board“ der 6th International Conference
on High Temperature Capillarity (HTC6) ernannt (6. bis 9. Mai 2009 in Athen, Griechenland).
Dr. U. Welzel wurde in das Scientific Programme Committee der „European Powder Diffraction
Conference (EPDIC 11) )“ gewählt (19. bis 22. September 2009 in Warschau, Polen).
c) Wissenschaftliche Veranstaltungen
Dr. H. Reichert organisierte das 9. Warren Symposium vom 16. bis 19. Januar 2008 auf Schloss
Ringberg, Rottach-Egern.
Dr. M. Hirscher war Mitglied im Technology Planning Committee der „Materials Innovation
in an Emerging Hydrogen Economy Conference“ Die Konferenz fand vom 24. bis 27. Februar
2008 in Cocoa Beach, Florida, USA statt.
Dr. M. Hirscher organisierte zusammen mit A. Pundt und R. Bormann das Symposium
„Hydrogen in Materials: New Developments“ im Rahmen der Frühjahrstagung der DPG, die
vom 25. bis 29. Februar 2008 in Berlin stattfand.
Prof. S. Dietrich und Dr. M. Rauscher organisierten gemeinsam den Workshop „Soft Matter at
Interfaces 2008“ vom 30. März bis 2. April 2008 auf Schloss Ringberg, Rottach-Egern.
Prof. S. Dietrich und Dr. A. Gambassi organisierten gemeinsam den Workshop „The Physics of
Fluctuations“, der vom 7. bis 8. Juli 2008 am Max-Planck-Institut für Metallforschung stattfand
Dr. B. Straumal war Mitglied des Wissenschaftlichen Komitees der 4. Internationalen Konferenz
„Diffusion in Solids and Liquids“ (DSL-2008) die vom 9. bis 11. Juli 2008 in Barcelona,
Spanien, stattfand. Außerdem organisierte Dr. B. Straumal den 6th International Workshop on
Surface and Interface Segregation (IWSIS-6), der dort am 11. Juli 2009 stattfand. Mitglied des
IWSIS International Advisory Committee war Prof. Dr. S. Hofmann.
Das Max-Planck-Institut für Metallforschung und die Institute für Theoretische und Angewandte
Physik, Nichtmetallische Anorganische Materialien und Metallkunde der Universität Stuttgart
veranstalteten gemeinsam am 17. Juli 2008 das 7. Paul-Peter Ewald Kolloquium zu Ehren von
Herrn Prof. Dr. M. Rühle anlässlich seines 70. Geburtstages. In diesem Rahmen wurde zum
dritten Mal der Günter Petzow Preis verliehen.
Das Max-Planck-Institut für Metallforschung veranstaltete am 22. Juli 2008 die Max Planck
Lecture 2008. Prof. Dr. A. Paul Alivisatos vom Lawrence Berkeley National Laboratory, CA,
USA sprach über „Nanocrystals as Model Systems for Understanding Structural and Chemical
Transformations in the Solid State“.
46
Dokumentation 2008
Berufungen
Dr. A. Leineweber organisierte das Mikrosymposium „Microstructure and Structural
Imperfections“ der „21st International Union of Crystallography Conference“, die vom 23. bis
31. August 2008 in Osaka, Japan, stattfand.
Dr. B. Straumal war Vorsitzender des Organisationskomitees des 3rd International Workshop
„Actual Problems of Condenced State Physics”, der vom 25. bis 29. August 2008 in Astrahan,
Russische Förderation, veranstaltet wurde.
Dr. F. Gräter organisierte die internationale Konferenz „Protein Structure and Mechanics
(PSAM)“, die vom 12. bis 13. September 2008 am CAS-MPG-Partner Institute for
Computational Biology, Shanghai, China, stattfand
Dr. J. Bill, F. Aldinger und M. De Guire organisierten das Ringberg Symposium 2008
„Biological Approaches in Materials Sciences“, welches vom 1. bis 4. Oktober 2008 auf Schloss
Ringberg, Rottach-Egern, durchgeführt wurde.
Das Stuttgarter Center for Electron Microscopy (StEM) organisierte und veranstaltete den
„European Workshop on TEM Specimen Preparation Techniques of Composites and Dissimilar
Materials“, der vom 10. bis 14. November 2008 innerhalb des Europäischen Projektes
ESTEEM-FP6 am Max-Planck-Institut für Metallforschung stattfand.
Dr. B. Straumal war Vorsitzender des Organisationskomitees der 5. Internationalen Konferenz
„Phase Transitions and Strength of Crystals“, die vom 17. bis 21. November 2008 in
Chernogolvka, Russische Förderation, stattfand. Dr. B. Baretzky war „Scientific Board
Member” dieser Konferenz.
Das Max-Planck-Institut für Metallforschung veranstaltete zusammen mit dem Max-PlanckInstitut für Festkörperforschung und der Robert Bosch GmbH ein „Follow Up Meeting“ der
Innovations-Initiative „Die Zukunft gestalten“, das am 21. November 2008 am Max-PlanckInstitut für Metallforschung stattfand.
d) Weitere Veranstaltungen
Anlässlich des bundesweiten „Girls’ Day – Mädchen-Zukunftstag“ am 24. April 2008 bot
das Max-Planck-Institut für Metallforschung gemeinsam mit dem Max-Plack-Institut für
Festkörperforschung wiederum fünfzig Mädchen Einblicke in verschiedene Berufe in der
Forschung
Das Max-Planck-Institut für Metallforschung veranstaltete am 6. Juni 2008 seinen dritten
„International Day“.
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Dokumentation 2008
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Ehrungen
Dokumentation 2008
Tätigkeitsberichte im Jahrbuch der MPG (2008)
Goering, Eberhard et al. | Raumtemperatur-Ferromagnetismus von Zinkoxid: Ein ...
Tätigkeitsbericht 2008
Festkörperforschung/Materialwissenschaften
Raumtemperatur-Ferromagnetismus von Zinkoxid: Ein
Korngrenzenphänomen?
Goering, Eberhard; Baretzky, Brigitte; Straumal, Boris; Tietze, Thomas; Schütz, Gisela;
Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart
Abteilung - Moderne magnetische Materialien
Korrespondierender Autor
Goering, Eberhard,
E-Mail: goering@mf.mpg.de
Zusammenfassung
Mit Kobalt dotiertes Zinkoxid zeigt bei Raumtemperatur ferromagnetische Eigenschaften, die
jedoch – wie unsere magnetischen Röntgenzirkulardichroismus-Messungen zeigen – durch kein Element der Probe (Co, Zn und O) hervorgerufen werden. Die Auswertung von Literaturdaten und eigene
Messungen ergaben, dass Ferromagnetismus nur in nanokristallinem ZnO auftritt und vermutlich
durch Sauerstoff-Fehlstellen, die in dem dichten Netz der Korngrenzen lokalisiert sind, induziert wird.
Damit eröffnen sich vielversprechende Perspektiven für neue technologische Anwendungen.
Abstract
Zink oxide doped with Cobalt shows ferromagnetic behavior at room temperature. Our X-ray Magnetic Circular Dichroism measurements clearly demonstrate that none of the sample’s elements (Co,
Zn or O) is responsible for ferromagnetism. Dedicated data evaluation from literature and our own
investigations indicate that ferromagnetism only appears in nanocrystalline ZnO and is likely induced
by Oxygen defects located in the dense grain boundary network. These ndings may open promising
perspectives for new technological applications.
Raumtemperatur-Ferromagnetismus bei transparenten halbleitenden Systemen
Eigentlich gibt es nur wenige Materialien, wie z. B. Eisen, Kobalt und Nickel, die bei Raumtemperatur
ferromagnetische Eigenschaften besitzen. Umso erstaunlicher ist es, dass unter bestimmten Umständen
sogar ein Halbleiter wie Zinkoxid (ZnO), der mit wenigen Atomprozent Kobalt (Co) dotiert wurde,
Ferromagnetismus bei Raumtemperatur aufweist. Diese so genannten „verdünnten magnetischen
Halbleiter“ bieten eine Kombination unterschiedlicher Materialeigenschaften – wie z. B. halbleitendes
Verhalten, Transparenz und Ferromagnetismus – die ganz neue, technologisch bedeutende Einsatzmöglichkeiten eröffnen. Da ZnO laut theoretischer Berechnungen noch oberhalb von Raumtemperatur (ca. 293 K) ferromagnetisches Verhalten zeigen soll (siehe Abb. 1), gilt es als technologisch sehr
vielversprechender Kandidat für den Einsatz in der sogenannten Spinelektronik (oder kurz Spintronik),
die auf dem Spin der Leitungselektronen basiert.
Insbesondere ermöglicht das ZnO aufgrund seiner transparenten Eigenschaften magnetisch kontrollierte und/oder sensorische Anwendungen im Bereich der Optik. Dabei werden die optischen Eigenschaften wie z. B. der Brechungsindex, durch den Magnetismus deutlich beeinusst.
© 2008 Max-Planck-Gesellschaft
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Dokumentation 2008
Abb. 1: Anfang dieses Jahrtausends haben T. Dietl und Mitarbeiter für verschiedene Systeme die ferromagnetische Ordnungstemperatur (so genannte Curie-Temperatur) theoretische berechnet [1]. Danach soll ZnO,
welches mit wenigen magnetischen Ionen, wie z. B. Mangan (Mn) oder Kobalt (Co) dotiert ist, noch bei Raumtemperatur (RT, ca. 293 K) ferromagnetische Ordnung und damit ferromagnetisches Verhalten zeigen. Unterhalb
der Curie-Temperatur oder ferromagnetischen Ordnungstemperatur richten sich die magnetischen Ionen innerhalb des Materials zueinander bevorzugt parallel, also ferromagnetisch geordnet aus (Werte in der Abbildung
aus [1] übernommen).
Urheber: Max-Planck-Institut für Metallforschung (in Anlehnung an Dietl et. al.)
Entsprechend der theoretischen Vorhersage von Dietl et al. [1] wird die langreichweitige ferromagnetische Ordnung durch die beweglichen Ladungsträger, Löcher oder Elektronen vermittelt und
durch die parallele Ausrichtung der dann ferromagnetischen Ionen hervorgerufen. Diese Vorhersage
induzierte eine Reihe von Untersuchungen, und so konnte in der Tat schon sehr bald danach Ferromagnetismus an ZnO experimentell nachgewiesen werden, wobei noch relativ hohe Co-Konzentrationen
nötig waren. Abbildung 2 zeigt den atomaren Aufbau eines solchen ZnO-Gitters, das eine sog.
Wurtzit-Struktur aufweist, mit einer Co-Dotierung von 5 Atomprozent (5 %).
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Dokumentation 2008
Abb. 2: ZnO-Gitter mit 5% Co-Dotierung: Hier werden 5% der Zinkatome durch Co-Atome ersetzt. Die ferromagnetische Ausrichtung der Co-Ionen, die mit schwarzen Pfeilen gekennzeichnet ist, wird durch diese beweglichen
Ladungsträger (Elektronen: e- oder Löcher: h+, symbolisiert durch die rote Kugel) induziert. Bei Dietl et al. wird
der Ferromagnetismus von Löchern „erzeugt“ [1].
Urheber: Max-Planck-Institut für Metallforschung
Da Ferromagnetismus jedoch auch bei „diamagnetischer“ Dotierung und sogar an reinen Oxiden wie
HfO2 und ZnO beobachtet wurde, deutet vieles darauf hin, dass diese anfänglichen Erklärungen für das
Phänomen des Ferromagnetismus in Halbleitern nur bedingt Gültigkeit haben.
Um Licht in das Dunkel zu bringen, wurden mithilfe des magnetischen Röntgenzirkulardichroismus
(XMCD) Untersuchungen an mit 5 % Co dotierten ZnO-Proben durchgeführt. Diese wurden mithilfe
der gepulsten Laserdeposition (PLD) hergestellt (in Zusammenarbeit mit M. Gacic und G. Jakob aus
der Gruppe von H. Adrian, Universität Mainz).
Magnetometrie
Um die ferromagnetischen Eigenschaften der gesamten Probe zu untersuchen bzw. nachzuweisen,
wird das von der ZnO-Probe erzeugte Magnetfeld mithilfe einer sehr empndlichen Magnetfeldsonde
(Superconducting Quantum Interference Device oder kurz SQUID) vermessen. Diese Methode ist so
empndlich, dass sogar der Magnetismus von nur wenigen ferromagnetischen Atomlagen nachge© 2008 Max-Planck-Gesellschaft
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Dokumentation 2008
wiesen werden kann. Typischerweise untersucht man dabei das von der Probe erzeugte Magnetfeld
(Magnetisierung) als Funktion eines von außen angelegten Magnetfeldes. Solche Hysteresekurven sind
in Abbildung 3 exemplarisch für drei verschieden präparierte Proben und bei verschiedenen Probentemperaturen gezeigt.
Dabei treten relativ hohe magnetische Momente von bis zu 2 µB/Co-Ion auf. Es hat sich gezeigt, dass
ein dreilagiger Wachstumsprozess, bei dem das PLD-Schichtwachstum zweimal unterbrochen wurde,
das ferromagnetische Verhalten bei 2 K deutlich verbessert (siehe eingefügtes Bild in Abb. 3).
Abb. 3: Magnetometrie (SQUID)-Messungen an drei verschiedenen mit 5% Co dotierten bzw. 10 % Li-codotierten ZnO-Proben (siehe Text) [2, 3].
Das magnetische Moment der Probe ist in elementaren quantenmechanischen Einheiten (Bohrsches-Magnetron
µB) bezogen auf die Anzahl/Menge der dotierten Co-Ionen gegen das angelegte Magnetfeld in Einheiten von
Tesla (T) aufgetragen. Für den Ferromagnetismus ist die so genannte Sättigungsmagnetisierung, welche dem
Maximalwert der Magnetisierung bei hohen äußeren Feldern entspricht, ein wichtiges Indiz. Wesentlicher ist
aber das so genannte „Öffnen des Magnetisierungsverlaufes“ in eine Hysterese, bei der die Probe auch bei ausgeschaltetem Magnetfeld (0 Tesla) eine eingeprägte Magnetisierung besitzt, die erst durch ein äußeres Gegenfeld
(Koerzitivfeld) verschwindet.
Die für ein ferromagnetisches Verhalten typische Hysterese ist in Abbildung 3 bei der dreilagigen
Probe in der Vergrößerung besonders deutlich zu erkennen. Somit zeigt das dreilagige Wachstum einen
positiven Effekt auf die ferromagnetischen Eigenschaften der Probe, die sich in den erhöhten Koerzitivfeldern und ausgeprägten Sättigungsmagnetisierungen widerspiegeln. Die zusätzliche Dotierung
mit 10 % Lithium führt im Vergleich zur dreilagigen Referenzprobe jedoch zu keiner Verbesserung der
ferromagnetischen Eigenschaften.
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Magnetischer Röntgenzirkulardichroismus
Um den separaten Beitrag der verschiedenen Elemente zum magnetischen Gesamtmoment herauszunden, wurden Messungen mithilfe des so genannten magnetischen Röntgenzirkulardichroismus
(XMCD) an den Kobalt-L2,3-, Zink-L2,3- und Sauerstoff-K-Kanten durchgeführt. So lassen sich die für
den Ferromagnetismus verantwortlichen Elemente eindeutig identizieren. Die elementspezischen
magnetischen Momente können aber noch detaillierter untersucht werden: Es kann sogar unterschieden werden, ob der Magnetismus der Bahnbewegung (Bahnmoment) oder dem so genannten Spin
(Spinmoment) der beteiligten Elektronen zuzusprechen ist.
Dabei wird die Probe mit zirkular polarisiertem Röntgenlicht, das in diesem Fall das Synchrotron
BESSY II in Berlin liefert, durchstrahlt. Dadurch entsteht ein charakteristisches Absorptionsspektrum, das von den in der Probe vorhandenen Elementen geprägt ist. Die anregende Röntgenenergie
entspricht dabei genau der Energie, die nötig ist, um ein energetisch „tiefer“ gebundenes Elektron in
die zu untersuchende „magnetische Schale“ (z. B. in unbesetzte 3d-Zustände vom Co) anzuregen. Die
dadurch stark erhöhte Absorption des Röntgenlichts (XAS) – man spricht in diesem Zusammenhang
von resonanter Anregung – hängt darüber hinaus deutlich von der Orientierung der Probenmagnetisierung bezüglich der Einfallsrichtung der zirkular polarisierten Röntgenstrahlung ab. Das so genannte
XMCD-Spektrum erhält man durch Vergleich (Differenzbildung) der beiden Absorptionsspektren, die
für parallel und antiparallel zum Lichtstrahl magnetisierte Proben gemessen wurden (typischerweise
erfolgt die Ummagnetisierung durch ein äußeres Magnetfeld, das in unserem Fall bei +/- 2 Tesla liegt).
Mithilfe der Summenregeln lassen sich dann aus diesen XMCD-Spektren die oben beschriebenen
Spin- und Bahnelemente bestimmen [4].
Unsere XMCD-Untersuchungen wurden in drei verschiedenen Messmodi durchgeführt: Probenstrommessung (TEY), Fluoreszenzsignal (TFY) und in Reexion. Hierbei kann gezielt zwischen Oberächen-, Volumen- und Grenzächeninformation unterschieden werden (Interessierten Lesern empfehlen
wir unsere Originalpublikationen [2-4] mit ausführlicheren Erläuterungen).
Kobalt
Zusammen mit den volumen- und grenzächensensitiven XMCD-Messungen (Fluoreszenz- und
Reexions-Modi; Details siehe [2]) kann Kobalt als „Träger“ des Ferromagnetismus eindeutig ausgeschlossen werden. Die XMCD-Signale zeigen selbst bei tiefen Temperaturen kein ferromagnetisches,
sondern lediglich paramagnetisches Verhalten für Kobalt, welches auch bei Tieftemperatur-Magnetisierungsmessungen mit hohen Magnetfeldern [3] quantitativ bestätigt werden konnte. Dies zeigt klar
und eindeutig, dass die Kobalt-Ionen nicht – wie ursprünglich angenommen (siehe Abb. 2) – ferromagnetisch geordnet sind und deshalb der Ferromagnetismus nicht durch die oben beschriebenen Modelle (siehe Dietl et al. [1]) erklärt werden kann.
Sauerstoff und Zink
Analog wie bei Kobalt wurden auch am Sauerstoff und am Zink Röntgenabsorptions- bzw. XMCDMessungen durchgeführt. Da das Signal an der Sauerstoff K-Kante und an den Zink-L2,3-Kanten
relativ niedrig ist, wurden größte Anstrengungen, wie z. B. extrem lange Messzeiten unternommen,
um ein einzigartig hohes Signal-Rausch-Verhältnis zu erzielen. Beispielhaft sind die Absorptions- und
XMCD-Spektren für Sauerstoff in Abbildung 4 dargestellt.
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Abb. 4: a) Absorptionsspektren an den Sauerstoff-K-Kanten (TEY-Modus bei 2 T; 300 K) für die drei verschiedenen mit 5% Co dotierten ZnO-Proben (siehe Text). Die Spektren für parallele und antiparallele Orientierung
liegen direkt übereinander. b) Selbst bei einer Vergrößerung der XMCD-Spektren mit einem extrem hohen
Signal-Rausch-Verhältnis um einen Faktor 1000 ist es nicht möglich, ein signikantes Differenz- und damit magnetisches Signal an der Sauerstoff-K-Kante zu erkennen.
Um verborgene Volumen- und Grenzächeneffekte auszuschließen, wurden XMCD-Messungen
ebenfalls im Fluoreszenz- und Reexionsmodus durchgeführt (siehe [2]), wobei auch hier kein magnetisches XMCD-Signal beobachtet werden konnte. Somit sind im Rahmen äußerst geringer Fehlergrenzen Sauerstoff und Zink als unmagnetisch zu betrachten. Unsere Ergebnisse wurden inzwischen auch
von anderen Gruppen bestätigt [5].
Mögliche Ursachen für den Ferromagnetismus
Generell können schon kleinste Verunreinigungen mit ferromagnetischen Materialien, wie z.B. Eisen,
ein ferromagnetisches Probensignal suggerieren. Solche Verunreinigungen wurden jedoch in den von
uns mit XMCD untersuchten Proben nicht gefunden. Außerdem wurde bei der Probenpräparation
sehr sorgsam vorgegangen: Neben der ausschließlichen Verwendung von Werkzeugen (z.B. Pinzetten) aus Kunststoff oder Keramik wurde auf der Rückseite der Probe vorsorglich ein Molybdän-Blech
angebracht, um eine eventuelle Diffusion magnetischer Ionen vom Probenträger in die Probe hinein
auszuschließen.
Damit muss der Ferromagnetismus in diesen ZnO-Proben eine andere Ursache haben – aber welche?
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Mikrostruktur, Ferromagnetismus und Korngrenzen
Die Tatsache, dass der Ferromagnetismus eindeutig von keinem Element der Probe verursacht wird,
zwang uns, eine sehr ungewöhnliche Hypothese ins Auge zu fassen: Sog. Defekte, wie sie z.B. in
Form von Leer-, Fehlstellen oder Korngrenzen in vielen Proben vorkommen, könnten den Ferromagnetismus in der ZnO-Probe bewirken. Um die Hypothese zu erhärten, wurden die in der Literatur
dargestellten Ergebnisse in dieser Hinsicht genau analysiert.
In der Regel besteht ein Material aus vielen Körnern, die durch die sog. Korngrenzen voneinander
getrennt sind. Korngrenzen stellen eine Ansammlung von Defekten dar, so dass in einer ersten Näherung die Anzahl der Korngrenzen bzw. die Korngrenzendichte proportional zur Anzahl bzw. Dichte
der Defekte angesehen werden kann. Als Maß dient dafür die sog. spezische Korngrenzenoberäche
SGB, die sich aus dem Verhältnis von Korngrenzenoberäche zu Kornvolumen berechnet. Das heißt, je
kleiner die Körner, desto dichter das „Korngrenzennetzwerk“ und umso größer die spezische Korngrenzenoberäche.
Zu unserer Überraschung zeigte sich eine eindeutige Abhängigkeit zwischen dem Anteil der Korngrenzen am Gesamtvolumen, also der spezischen Korngrenzenoberäche SGB und den ferromagnetischen
Eigenschaften.
In Abbildung 5 ist für Mangan (Mn)-dotiertes ZnO die Temperatur, bei der die Proben hergestellt
wurden, gegen die spezische Korngrenzenoberäche SGB aufgetragen. Eine klare Trennlinie zwischen
Ferromagnetismus und Para- bzw. Diamagnetismus ist zu erkennen. Nur kompakte Materialien mit
hoher Korngrenzendichte zeigen ferromagnetisches Verhalten. Eine solche klare Grenzlinie wurde
auch für Kobalt-dotiertes und sogar für reines, undotiertes ZnO gefunden. Für reines ZnO werden
jedoch wesentlich größere spezische Korngrenzenoberächen, also viel kleinere Körner benötigt, um
Ferromagnetismus „zu erzeugen“.
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Dokumentation 2008
Abb. 5: Links: Am Beispiel von ZnO, das mit Mangan (Mn) dotiert ist, zeigt sich eine klare Abhängigkeit des
Ferromagnetismus (FM, volle Symbole) und Para.- bzw. Diamagnetismus (PM, DM, offene Symbole) vom
Verhältnis der Korngrenzenächen zum Kornvolumen (siehe Text). Auf der oberen Skala ist die dazugehörige
Korngröße für äquiaxiale Körner dargestellt. Für die Bestimmung der Korngrenzendichte wurden die verschiedenen Probenstrukturen in verschiedene Kategorien eingeteilt. Rechts sind zwei solcher typischer Kornformen,
lange Säulen bzw. ache Platten, schematisch dargestellt.
Die Punkte entsprechen dabei vielen in der Literatur gefundenen Resultaten, wobei die Korngrenzenoberäche
aus den dort angegebenen strukturellen Informationen extrahiert wurde. Die großen schwarzen Punkte stellen
unsere eigenen Messergebnisse dar.
Nanokristallines ferromagnetisches reines ZnO
Auf der Basis der zuvor gezeigten Ergebnisse wurden mithilfe eines relativ neuen Verfahrens, dem so
genannten „Liquid-Ceramics“-Verfahren [6], reine ZnO-Proben auf Aluminium- und Saphir-Substraten hergestellt. Mithilfe dieses Verfahrens konnten undotierte reine ZnO-Filme mit sehr kleinen Korngrößen und damit hoher spezischer Korngrenzenoberäche präpariert werden, die reproduzierbar
Ferromagnetismus bei Raumtemperatur zeigen. Abbildung 6 zeigt die Analyseergebnisse hinsichtlich
ihrer Mikrostruktur und ihrer magnetischen Eigenschaften
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Dokumentation 2008
Abb. 6: Links: Transmissions-elektronenmikroskopische Aufnahme (TEM) von einer mit dem „LiquidCeramics”-Verfahren hergestellten Probe [6]. Typische Korngrößen sind dabei kleiner als 20 nm.
Rechts: Zugehöriger Verlauf der Sättigungsmagnetisierung als Funktion der Schichtdicke. Ein deutlich lineares
Verhalten ist erkennbar, was auf ferromagnetische Volumeneigenschaften hindeutet. Die eingefügten Bilder zeigen den ferromagnetischen Magnetisierungsverlauf für Saphir- und Aluminium- Substrate.
Interessante Perspektiven
Unsere Ergebnisse geben erstmalig einen starken Hinweis darauf, dass Ferromagnetismus bei Raumtemperatur auch durch die magnetische Ordnung von Elektronen hervorgerufen werden kann, die sich
in Defekten, wie z.B. Korngrenzen, Fehl- oder Leerstellen aufhalten. Damit eröffnet sich sowohl eine
völlig neue Sichtweise auf den seit langem bekannten Effekt des Ferromagnetismus als auch eine Vielzahl von bedeutsamen Möglichkeiten für die technologische Anwendung.
Mit unseren Ergebnissen kann es möglich werden, eine völlig neue Klasse von ferromagnetischen
Verbindungen herzustellen. Dies eröffnet ganz neue Perspektiven, wobei noch sehr viele Fragen, die
besonders für Anwendungen z.B. in der Spinelektronik relevant sind, beantwortet werden müssen.
Weitere grundlagenwissenschaftliche Untersuchungen sind nötig, um diesen Effekt im Detail zu
verstehen: Wie kann das ferromagnetische Verhalten als Funktion der Defektdichte bzw. der Korngrenzendichte quantitativ beschrieben werden? Handelt es sich hierbei um ein universelles Phänomen, das
auch bei anderen oxidischen Systemen, wie z. B. Hafniumoxid oder Titandioxid auftritt?
So bleibt Ferromagnetismus bei Raumtemperatur weiter eine spannende Frage und ist auch nach 4000
Jahren noch für Überraschungen gut.
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Literaturhinweise
[1] T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, D. Ferrand:
Zener Model Description of Ferromagnetism in Zinc-Blende Magnetic Semiconductors.
Science 287, 1019-1022 (2000).
[2] T. Tietze, M. Gacic, G. Schütz, G. Jakob, S. Brück, E. Goering:
XMCD studies on Co and Li doped ZnO Magnetic Semiconductors.
New Journal of Physics 10, 055009 (2008).
[3] G. Schütz, E. Goering, H. Stoll:
Synchrotron radiation techniques based on X-ray magnetic circular dichroism.
In: Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, Vol. 3: Novel Techniques for Characterizing and Preparing Samples. (Eds.) H. Kronmüller, S. Parkin. John Wiley & Sons Ltd., Chichester, UK 2007, pp. 1311-1363.
[4] M. Gacic, G. Jakob, C. Herbort, H. Adrian, T. Tietze, S. Brück, E. Goering:
Magnetism of Co-doped ZnO thin lms.
Physical Review B 75, 205206 (2007).
[5] A. Barla, G. Schmerber, E. Beaurepaire, A. Dinia, H. Bieber, S. Colis, F. Scheurer, J. P. Kappler, P.
Imperia, F. Nolting, F. Wilhelm, A. Rogalev, D. Müller, J. J. Grob:
Paramagnetism of the Co sublattice in ferromagnetic Zn1−xCoxO lms.
Physical Review B 76, 125201 (2007).
[6] B. B. Straumal, A. A. Mazilkin, S. G. Protasova, A. A. Myatiev, P. B. Straumal, B. Baretzky:
Increase of Co solubility with decreasing grain size in ZnO.
Acta Materialia 56, 6246-6256 (2008).
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Dokumentation 2008
Martin, Raquel | Nanostrukturierte Oberächen für biomedizinische Anwendungen
Festkörperforschung/Materialwissenschaften
Nanostrukturierte Oberächen für biomedizinische Anwendungen
Martin, Raquel;
Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart
Nachwuchsgruppe - Nanostrukturierte Oberächen für biomedizinische Anwendungen.
Korrespondierender Autor
Martin, Raquel,
E-Mail: martin@mf.mpg.de
Zusammenfassung
Die Nachwuchsgruppe von Dr. Raquel Martin entwickelt mithilfe einer bestimmten Nanotechnologie
neue medizinische Tests / Instrumente und wird ein Start-up-Unternehmen gründen. Die ersten drei
Produkte in der Entwicklung sind ein nicht-invasiver pränataler Test, ein nicht-invasiver Test zum Monitoring von Krebs sowie eine Beschichtung für synthetische Gefäßtransplantate. Die Forschungsaktivitäten der Nachwuchsgruppe werden vom GO-Bio-Programm des Bundesministeriums für Bildung
und Forschung (BMBF) gefördert.
Abstract
The goal of the project is to found a start-up that will develop and sell health care products whose
design is based on a particular nanotechnology. The rst three products that we are developing are a
non-invasive prenatal test, a non-invasive cancer monitoring test, and a coating for synthetic vascular
grafts. The project is funded by the GOBio program, a program from the Federal Ministry of Education and Research of Germany.
GO-Bio-Projekt: Gründung eines Start-up-Unternehmenes
Im Jahr 2006 nahm Dr. Raquel Martin an dem Wettbewerb „GO-Bio Funding competition“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) teil. Dieses Programm fördert Wissenschaftler,
damit diese einerseits neue Technologien in den Biowissenschaften entwickeln und andererseits ein
Unternehmen aufbauen können (weitere Informationen zum GO-Bio-Programm unter http://www.
bmbf.de/de/6868.php).
In der ersten Ausschreibungsrunde 2006 wurde Raquel Martins Antrag als einer von zwölf siegreichen
ausgewählt. Beworben hatten sich damals rund 170 junge Wissenschaftler mit Projektanträgen. Die
GO-Bio-Finanzierung war dann der Startschuss für Raquel Martins Projekt, das innerhalb der Abteilung für Neue Materialien und Biosysteme am Stuttgarter Max-Planck-Institut für Metallforschung
angesiedelt ist. Seitdem arbeiten sie und ihr Team an der Entwicklung der ersten Produkte des zukünftigen Start-up-Unternehmens.
Um die Übertragung der wissenschaftlichen Ergebnisse vom Labortisch auf die Wirtschaft zu verbessern, unterstützt das GO-Bio-Programm auch bei unternehmerischen Fragen. So protierte Dr. Martin
von Beginn an von einer professionellen Unternehmensberatung. Zusätzlich besuchte sie zwei Jahre
lang Wochenendkurse an der deutsch-französischen ESSEC & Mannheim Business School und hat
inzwischen einen Master of Business (MBA) erlangt.
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Dokumentation 2008
Das zukünftige Start-up-Unternehmen wird Gesundheitsprodukte entwickeln und herstellen, deren
Design auf einer urheberrechtlich geschützten Nanotechnologie basiert. Dabei handelt es sich um die
sogenannte BCML-Technologie (Block Copolymer Micellar Lithography).
Nanotechnologie als wichtiges Instrument zur Herstellung von Gesundheitsprodukten
Biologische Zellen haben Ausmaße bis zu einigen Mikrometern und sie empfangen externe Signale,
die räumlich verteilt auf der Nanometer- und Mikrometerskala sind. Beispiele von wahrgenommenen
Signalen unserer Zellen sind das 67-nm periodische Muster von Kollagenfasern in Knochen oder der
Gradient von Molekülen im Gewebe.
Viele medizinische Instrumente kommen in Kontakt mit den Körperzellen. Dazu gehören beispielsweise Gefäßtransplantate und -stents, Glukosesensoren, Herzschrittmacher etc. Die Entwickler dieser
medizinischen Module müssen die Signale kontrollieren können, die sie auf die umgebenden Zellen
übertragen. Denn wenn diese nach dem Kontakt unkontrolliert reagieren, kann das die Funktionsfähigkeit des Bauteils mindern oder sogar zu weiteren Operationen, Behinderung oder schlimmstenfalls
zum Tod führen.
Um die gewünschten physiologischen Reaktionen ohne die unerwünschten Begleiterscheinungen
hervorzurufen, sollten wichtige Parameter eines künstlichen medizinischen Bauteils perfekt bis in den
Nanometerbereich kontrolliert werden: Dazu gehören die chemische Zusammensetzung der Oberäche, sowie strukturelle und mechanische Eigenschaften.
Die BCML-Nanotechnologie
Diese Nanolithograetechnik ermöglicht die Entwicklung von Objekten, deren Oberächen spezische und gut kontrollierte Signale zu den umliegenden Zellen senden und dadurch deren Verhalten
beeinussen. Mithilfe dieser Technik werden die Oberächen der Objekte mit einem periodischen
Nanomuster von Metallnanopartikeln beschichtet. So können Biomoleküle an den Metallpartikeln
anhaften und erzeugen somit ein Muster aus chemischen Signalen, die gleichmäßig auf der Nanometerskala verteilt sind. Die Biomoleküle können so gewählt werden, dass sie ein bestimmtes Prol von
Zelloberächenrezeptoren aktivieren. Demzufolge lässt sich eine bestimmte Zellfunktion oder ein
bestimmter Zelltyp modulieren (Abb. 1).
Abb. 1: Schematische Darstellung der BCML-Nanotechnologie.
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Dokumentation 2008
Die BCML-Technik erzeugt also eine „bioaktive Ummantelung“ mit
(i) einem ausgewählten chemischen Signal, das mit der Oberäche verbunden ist,
(ii) einem kontrollierten Abstand zwischen den chemischen Signalen auf der Nanometerskala, und
(iii) einer denierten Steigkeit des Substrats.
Diese drei Parameter sind dafür bekannt, das Zellverhalten zu beeinussen. Wir variieren diese systematisch auf unseren Substraten, sodass zahlreiche Zellantworten ausgelöst werden können.
Die BCML-Technologie bietet mehrere Vorteile, die sehr wertvoll beim Gestalten von medizinischen
Instrumenten sind. Zu den wichtigsten Vorzügen zählt, dass, abhängig vom Design der BCML-Nanostrukturen, sehr bestimmt die Anhaftung eines ganz bestimmten Zelltyps gefördert wird. Außerdem
können die Nanostrukturen auf ebenen und auf gewölbten Objekten, auf organischen und anorganischen Materialien gestaltet werden – und das auf kostengünstige Art und auch auf größeren Flächen
(bis hin zu einer Größe im Quadratmeterbereich, Abb. 2). Eine solche Kombination von Vorteilen
erreicht keine andere bekannte Nanolithograetechnik.
Abb. 2: Die BCML-Technologie ist vielseitig einsetzbar: Parameter, die eingestellt werden können zur Nutzung
der BCML-Technologie.
Die Produkte
Im Januar 2009 zählt das Team von Dr. Martin neben ihr einen weiteren Wissenschaftler, drei Doktoranden und einen Techniker. Die Forschungsgruppe entwickelt drei verschiedene Produkte.
1.) Ein nicht-invasiver, vorgeburtlicher Diagnostiktest
Die aktuellen pränatalen Diagnostiktests umfassen zellgenetische Analysen, die das Chromosomenmaterial numerisch und strukturell untersuchen. Dafür ist es nötig, Gewebe des Fötus zu erhalten, das die
ganze genetische Information besitzt. Bis jetzt werden die Probenentnahme von fötalem Gewebe nur
mittels Fruchtwasserentnahme und Chorionzottenbiopsie vorgenommen. Beides sind invasive Methoden mit großen Nachteilen: Sie erhöhen z. B. das Risiko einer Fehlgeburt. Zudem muss man relativ
lang auf das Ergebnis warten. Folglich besteht ein bisher unerfüllter Bedarf an nicht-invasiven, pränatalen Diagnosetechniken, die überzeugend Abnormalitäten bei einem Fötus in einem frühen Stadium
der Schwangerschaft identizieren.
Ein möglicher Ansatz wäre, die intakten Fötuszellen aus dem Mutterblut zu analysieren. Solche neuartigen Tests, die auf zirkulierenden Fötuszellen basieren, könnten die invasiven Methoden wie Fruchtwasseruntersuchung und Chorionzottenbiopsie reduzieren oder sogar überüssig machen. Jedoch
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Dokumentation 2008
scheitert die Nutzung von Fötuszellen für Diagnosetests bis heute an zwei großen Nachteilen: Der
Mangel und die Zerbrechlichkeit der zirkulierenden Fötuszellen. Tatsächlich benden sich nur geringe
Mengen fötaler Zellen im peripheren Blut von schwangeren Frauen: etwa zwei bis sechs fötale Zellen
können pro Milliliter Blut der Mutter im zweiten Drittel einer normalen Schwangerschaft nachgewiesen werden. Zusätzlich zu ihrem raren Vorkommen sind diese Zellen zerbrechlich, sehr wahrscheinlich
deshalb, weil sie sich von den Genen der Mutter unterscheiden. Dies gefährdet auch ihr Überleben im
mütterlichen Blutkreislauf, nachdem sie die Plazenta durchschritten haben.
Aufgrund der Knappheit der fötalen Zellen im Mutterblut wurden bereits viele Methoden zur Anreicherung der Zellen entwickelt; jedoch mangelt es nach wie vor an erwähnenswertem Fortschritt. Dies
kann teilweise auf den aggressiven Umgang während der Anreicherungsprozeduren zurückgeführt
werden, bei dem viele Fötuszellen verloren gehen. Folglich hat sich kein Pränataldiagnosetest, der auf
zirkulierenden Fötalzellen basiert, als klinisch erfolgreich erwiesen.
Das Team um Dr. Martin entwickelt einen neuen medizinischen Test, der eine risikolose, nichtinvasive Pränataldiagnostik ermöglicht. Es korrespondiert mit einem Biosensor, der in die Vene einer
schwangeren Frau eingeführt wird und zirkulierende fötale Zellen im peripheren Blut von schwangeren Frauen sucht. Die Oberäche des Sensors trägt ein regelmäßiges Nanomuster von Goldnanopartikeln. Diese Nanodots sind mit einem Antikörper ummantelt, der die auf der Oberäche der fötalen
Zellen bendlichen Proteine spezisch binden kann. Anschließend wird der Sensor wieder aus der
Vene entfernt und zur Analyse in ein Labor gebracht. Dort werden dann die individuellen Fötalzellen,
die am Biosensor anhaften, identiziert und charakterisiert. Der Test wird mit einer minimalen Zahl an
Handlungsschritten durchgeführt und benötigt keine Anreicherung der Blutprobe. So wird verhindert,
dass fötale Zellen verloren gehen.
2.) Ein neuartiger, nicht-invasiver Test zur Überwachung von Krebs
Viele neue Studien lassen darauf schließen, dass die Erkennung zirkulierender Tumorzellen (CTCs)
im peripheren Blut der Patienten große Potenziale birgt. So dient sie als wichtiges Werkzeug für die
Krebsprognose, als Diagnose für eine minimale Resterkrankung, sie hilft bei der Beurteilung der
Tumorsensibilität gegenüber Antikrebsmedikamenten und unterstützt die persönliche Antikrebstherapie. Der Nachweis der zirkulierenden Tumorzellen könnte auch bei frühen Diagnosen von invasiven
Krebsarten helfen. Denn manche Studien haben gezeigt, dass die CTCs schon im frühen Stadium der
Tumorbildung im peripheren Blut zirkulieren.
Verschiedene Methoden sind entwickelt worden, um die CTCs zu isolieren und zu identizieren. Sie
basieren alle auf der Anreicherung von Blutzellen, die vom Patienten entnommen werden. Jedoch
erzielen diese Methoden weniger Menge an CTC als gewünscht oder lediglich eine sehr schlechte Reinheit. Die technische Herausforderung der CTC-Erkennung besteht in der Schwierigkeit, die
äußerst raren Tumorzellen zu nden – in einem Milliliter Blut sind nur wenige CTCs zusammen mit
Milliarden anderer Zellen – und diese von Nicht-Tumorzellen, Leukozyten und Epithelzellen (Deckgewebszellen) zu unterscheiden. Ein weiteres großes Hindernis beim Erkennen von CTCs ist ihre Zerbrechlichkeit. Dies zeigt sich schon innerhalb von 24 Stunden nach der Blutabnahme: CTCs werden
durch die Blutspeicherung mit konservierenden Wirkstoffen und die verschiedenen Behandlungsschritten und Übertragungen zerbrechlich. Dies kann plötzlichen Zelltod, Zellverlust oder Kontamination
hervorrufen – mit entsprechend dramatischem Effekt auf das Prüfverfahren, besonders wenn man mit
einer geringen Zahl an Proben arbeitet.
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Das Team um Dr. Martin entwickelt einen neuartigen CTC-Erkennungstest, der über eine höhere
Spezität und Sensibilität als die existierenden Methoden verfügt. Dieser Krebstest wird technisch
dem vorher beschriebenen Pränataltest ähnlich sein. Er beinhaltet die Einführung eines Biosensors in
die Vene eines Patienten, der die CTCs im peripheren Blut herausscht. Die Oberäche des Sensors
enthält ebenfalls ein reguläres Nanomuster von Goldpartikeln. Hier sind sie mit einem Antikörper
ummantelt, der sich spezisch an Proteine auf der Oberäche der CTCs binden kann. So können die
CTCs auf dem Biosensor haften. Nach dem Entfernen aus der Vene wird der Biosensor zur Analyse in
ein Labor gebracht, wo die einzelnen CTCs identiziert und charakterisiert werden.
3.) Eine Ummantelung für synthetische Gefäßtransplantate
Körpereigene Gefäße bleiben der Standard für Transplantationen an den Herzkranzgefäßen. Jedoch
haben etwa ein Drittel der Patienten keine passenden Venen für Transplantationen infolge von bereits
existierenden Gefäßerkrankungen, Entfernung von Krampfadern oder früheren Venenprozeduren.
Wenn passende körpereigene (autogenetische) Gefäße fehlen, greifen Chirurgen zu prothetischen
Kunststoff-Materialien wie expandiertes Polytetrauoroethylen (ePTFE), Polyurethan (PU) oder Polyethylen-Terephthalate (Darcon). Diese synthetischen Röhren ersetzen oder überbrücken Teile eines
Blutgefäßes – hauptsächlich Arterien – und funktionieren ähnlich wie natürliche Blutgefäße. Jedoch
sind diese künstlichen Implantate anfällig für Thrombosen oder Blutgerinnsel, Verschlüsse und Infektionen, bedingt durch Protein- und Zellabsorptionen und Bildung von Gerinnseln. Als Folge müssen
einige dieser künstlichen Gefäße bereits einige Monate nach der Implantation ersetzt werden. Das Problem besteht vor allem für kleine Gefäße mit einem Durchmesser von weniger als sechs Millimetern.
Ein Hauptgrund für das schlechte Ergebnis der künstlichen Gefäße mit geringem Durchmesser ist das
fehlende Wachstum von Gewebezellen auf der Oberäche der Gefäße. Es ist bekannt, dass ein mit
Gewebe bedecktes Inneres der Gefäßröhren eine Schlüsselrolle dabei spielt, den Verschluss zu verhindern. Folglich haben bereits verschiedene Firmen und Forschungseinrichtungen daran gearbeitet,
synthetische Gefäße mit veränderten Oberächen dahin gehend zu entwickeln, diese Bedeckung mit
Gewebezellen zu fördern. Bis jetzt gab es jedoch keine zufriedenstellenden Ansätze.
Das Team um Dr. Martin entwickelt Ummantelungen für ePTFE- und PU-Gefäße, die das Ergebnis der
Transplantation verbessern. Diese umgebende Schicht ähnelt einer regulären Ordnung von Goldnanopartikeln, die die konkave Oberäche von synthetischen Transplantaten überzieht. Die Goldpartikel
können mit einem aktiven Biomolekül oder Wirkstoff funktionalisiert werden. Dies kann das gewollte
Zellverhalten, wie Anhaftung und die Vermehrung der Gewebezellen, auslösen.
Perspektiven
Das Start-up-Unternehmen soll während der zweiten Hälfte des Jahres 2009 gegründet werden. Dr.
Martin bewirbt sich derzeit um eine zweite Finanzierungsphase durch das GO-Bio-Programm. Diese
Anschlussnanzierung wäre das notwendige nanzielle Polster für die Neugründung. Parallel versucht
Raquel Martin, private Investoren für ihr Projekt zu gewinnen.
Drittmittelnanzierung
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
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