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 - Leibniz ...
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
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Nanotechnologie
„nano“: griechisch, „Zwerg“ oder „zwergenhaft“

 Kleiner 100 Nanometer

 Neue Funktionalitäten

                                                  Quelle: Massachusetts Institute of Technology, USA

                                                                                         Seite 2
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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
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
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
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
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
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
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
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
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
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
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
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
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
Laboratorium für Nano- und Quantenengineering - Interdisziplinäres Forschungszentrum der Leibniz Universität Hannover auf - Leibniz ...
Section hsn‒energy (2012-2016)

                                 Seite 10
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
Sie können auch lesen