Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
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Laboratorium für Nano- und Quantenengineering Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf dem Gebiet Nanotechnologie Gemeinsame Forschung von über 30 Arbeitsgruppen: Chemie, Physik und Ingenieurswesen Studiengang B. Sc. + M. Sc. Nanotechnologie mit 300 Studierenden Promotionsprogramm Hannover School for Nanotechnology Forschungsbau mit Laboren, Büros und 430 qm Reinraum Seite 1
Nanotechnologie „nano“: griechisch, „Zwerg“ oder „zwergenhaft“ Kleiner 100 Nanometer Neue Funktionalitäten Quelle: Massachusetts Institute of Technology, USA Seite 2
The Scale of Things – Nanometers and More Things Natural Things Manmade 10-2 m 1 cm 10 mm Head of a pin 1-2 mm The Challenge Ant 1,000,000 nanometers = ~ 5 mm 10-3 m 1 millimeter (mm) Microwave MicroElectroMechanical Dust mite (MEMS) devices 10 -100 mm wide 200 mm 10-4 m 0.1 mm 100 mm Microworl Fly ash Human hair ~ 10-20 mm ~ 60-120 mm wide O P O O 0.01 mm d -5 10 m O O O O 10 mm O O O O O O O O Pollen grain Red blood cells O O O O O O O Infrared O S S S S S S S S Red blood cells (~7-8 mm) Zone plate x-ray “lens” 1,000 nanometers = 10-6 m 1 micrometer (mm) Outer ring spacing ~35 nm Visible Fabricate and combine nanoscale building blocks to make useful devices, e.g., 10-7 m 0.1 mm a photosynthetic reaction 100 nm center with integral Ultraviolet semiconductor storage. Nanoworl Self-assembled, 0.01 mm Nature-inspired structure d 10-8 m Many 10s of nm ~10 nm diameter 10 nm Nanotube electrode ATP synthase 10-9 m 1 nanometer (nm) Carbon buckyball Soft x-ray ~1 nm diameter Carbon nanotube ~1.3 nm diameter DNA Atoms of silicon 10-10 m Quantum corral of 48 iron atoms on copper surface ~2-1/2 nm diameter spacing 0.078 nm 0.1 nm positioned one at a time with an STM tip Seite 3 Office of Basic Energy Sciences Corral diameter 14 nm Office of Science, U.S. DOE Version 05-26-06, pmd
Institut für Solarenergieforschung Institut für Technische Hameln Chemie Institut für Quantenoptik Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie Chemie Physik Institut für Angewandte Physik der TU BS Ingenieurs- Deutsches Institut für wesen Kautschuktechnologie Institut für e. V. Materialien und Bauelemente der Elektronik Institut für Grundlagen der Institut für Elektrotechnik und Mikroelektronische Messtechnik Systeme Seite 4
Ausbildung in der Nanotechnologie Promotion „Hannover School for Niedersächsisches Promotionsprogramm Nanotechnology“ des LNQE Master of Science Vom LNQE initiierter Interdisziplinärer Studiengang „Nanotechnologie“ seit Wintersemester 2008/09 Bachelor of Science Kernfächer Chemie, Elektrotechnik, Maschinenbau und Physik Seite 5
Studiengang Nanotechnologie Bachelor of Science Master of Science Grundlagenfächer Vertiefungsfächer Pflichtkompetenzfeld • Einf. Nanotechnologie (2 wählbar) Methoden der Fachpraktikum Bachelorarbeit • Chemie Masterarbeit Wahlbereich • Chemie Nanotechnologie • Elektrotechnik • Elektrotechnik Wahlkompetenzfeld 1 • Maschinenbau • Maschinenbau • Physik Wahlkompetenzfeld 2 • Physik • (+Mathematik) Wahlkompetenzfeld 3 Schlüssel- kompetenzen Labore Vom LNQE initiierter Interdisziplinärer Studiengang Kernfächer Chemie, Elektrotechnik, Maschinenbau und Physik Seite 6
Studiengang Nanotechnologie: Studierendenzahlen 360 Bachelor Master 320 280 240 200 160 120 80 40 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Frauenanteil: 26 % Seite 7
Hannover School for Nanotechnology (hsn) Niedersächsisches Promotionsprogramm des LNQE der Leibniz Universität Hannover zusammen mit der Hochschule Hannover Interdisziplinäre Ausbildung von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auf dem hochaktuellen Gebiet der Nanotechnologie Die hsn-sensors hat sich zum Ziel gesetzt, in exzellenten Forschungsprojekten mit möglichst kurzer Promotionsdauer eine hervorragende Ausbildung ohne Qualitätsverlust zu ermöglichen Maßgeschneidertes Lehrangebot Betreuung mit Supervisor + Co-Supervisor Seite 8
Section hsn‒energy (2012-2016) Laufzeit 2012-2016 mit 15 Georg-Lichtenberg-Stipendium (1.000.000,- Euro) Fokus auf Nanotechnologie für Energieforschung: Nanomaterialien und Nanoengineering für Energiewandlung, Energiespeicherung oder Energietransport 159 Bewerbungen aus 28 verschiedenen Ländern. Stipendiaten: 9 Deutschland, 4 Indien, 1 Iran, 1 England 7 Frauen und 8 Männer + weiteren Studierenden aus den Arbeitsgruppen Seite 9
Promotionsprogramm “Hannover School for Nanotechnology” Section hsn‒sensors PhD-Programm für 12 Doktorandinnen und Doktoranden mit einem Georg-Christoph-Lichtenberg-Stipendium + weitere Studierenden aus den Arbeitsgruppen 300 Bewerbungen aus 50 verschiedenen Ländern 100 weibliche und 200 männliche Bewerber Mikro- und Nano- Laufzeit: bauteile Nanomaterialien Nanostrukturen 01.10.2016 – 30.09.2020 Nanosensoren Förderung: MWK: 800.000 Euro Fakultäten: 80.000 Euro Seite 11
Section hsn‒sensors (2016-2020) Seite 12
Promotionsprogramm “Hannover School for Nanotechnology” Section hsn‒digital PhD-Programm für 15 Doktorandinnen und Doktoranden mit einem Georg-Christoph-Lichtenberg-Stipendium + weitere Studierenden aus den Arbeitsgruppen Laufzeit: 01.10.2019 – 30.09.2024 MWK: 1.000.000 Euro Seite 13
LNQE-Forschungsbau Seite 14
LNQE-Forschungsbau Produktions- Laser technisches Zentrum Zentrum Hannover Hannover Institut für Solarenergieforschung Hameln Quelle: Google Maps Seite 15
Historie des LNQE-Forschungsbaus 05/2007: Der 14 Mio. Euro teure LNQE-Neubau wird als Forschungsbau (nach Artikel 91b des Grundgesetzes) gefördert. Ranking des Wissenschaftsrates: Platz 5 von 22 Anträgen 11/2009: Eröffnung Erster Forschungsbau an der Leibniz Universität Hannover Seite 16
LNQE-Forschungsbau Flächen: Forschungsreinraum 430 qm Labore 430 qm Büroräume 442 qm für ca. 50 Mitarbeiter Gemeinsame Nutzung durch die Arbeitsgruppen des LNQE: Einzelne Labore für Projekte der Arbeitsgruppen Zentraler Reinraum & Transmissionselektronenmikroskop für alle Gemischte Finanzierung durch: Präsidium/Zentral Beteiligte Fakultäten LNQE-Mitglieder (Mitgliedsbeiträge + Kostenbeiträge) Seite 17
Technologie-Angebot im LNQE-Forschungsbau Fotolithografie Elektronenstrahllithografie Cascade Prober TEM Spektrales Ellipsometer Plasma-CVD Konfokalmikroskop Sputteranlage Implanter Horizontalofensystem RIE Seite 18
Technologie: Transmissionselektronenmikroskop Abbildungen von Strukturen im Nanometerbereich Seite 19
Technologie: Lithographie Laterale Struktur- erzeugung in zwei Lithographie-Räumen: Silizium GaAs Seite 20
Forschungsschwerpunkte des LNQE Seite 21
Poröses Silizium als Anodenmaterial für Lithium- Ionen-Batterien • 30 – 40 nm Poren-Durchmesser • 5 – 10 nm Wandstärke Projekt Gruppe Brendel (ISFH) & Gruppe Bahnemann (TCI) Seite 22
Gold-Aerogele zur Detektion von Quecksilber Gold-Aerogel aus 4 nm Gold- Nanopartikeln Gold-Aerogel-Sensor bei Quecksilberexposition Erste Version des Quecksilbersensors Projekt Gruppe Bigall (PCI) & Gruppe Zimmermann (GEM) Seite 23
Arzneimittel-Nanopartikel-Konjugat als Antikrebsmittel Eisenoxid- oder Gold-Nanopartikel + Zytotoxischer Wirkstoff Kombination von Hyperthermie und Chemotherapie Projekt Gruppe Kirschning (OCI) & Gruppe Bigall (PCI) Seite 24
Weitere Aktivitäten LNQE‐Kolloquiumsreihe Jahresberichte „Nacht, die Wissen schafft“ www.LNQE.uni-hannover.de Wirtschaftsempfang Konferenzfoto NanoDay Workshops Seite 25
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