Auszeichnung für JARA-Seniorprofessor Knut Urban
Zusammen mit seinen beiden Kollegen, Prof. Maximilian Haider (CEOS GmbH Heidelberg) und Prof. Harald Rose (Universität Ulm) darf sich JARA-Seniorprofessor Knut Urban über die Verleihung des „Frontiers of Knowledge Awards“ freuen. Der von der spanischen BBVA Stiftung vergebene Preis ehrt die gemeinsame Arbeit der drei Physiker an der Behebung optischer Bildfehler in der Elektronenmikroskopie und die Entwicklung aberrationskorrigierender Elektronenmikroskope.
Schärfere Bilder der atomaren Welt
Im Rahmen eines durch Volkswagen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanzierten Projekts begann bereits Anfang der 1990er Jahre die Forschung an neuen Methoden zur störungsfreien Darstellung elektronenmikroskopischer Bilder. Im Gegensatz zu Lichtmikroskopen, bei denen Abbildungsfehler wie etwa Unschärfe des Bildes, durch die Wölbung oder das Material der Linse korrigiert werden können, ist die Korrektur von Linsenfehlern bei Elektronenmikroskopen deutlich aufwendiger.
So verfügte der Prototyp von Prof. Haider und Prof. Rose zunächst über sich überlagernde magnetische beziehungsweise elektrostatische Multipole, die der Fehlerkorrektur dienten. Die Bilder der atomaren Strukturen ließen sich jedoch noch nicht fehlerfrei analysieren, da weiterhin Abbildungsfehler vorhanden waren. Erst die Ergänzung der Elektronenmikroskope durch ein von JARA-Seniorprofessor Knut Urban entwickeltes computergestütztes, quantenphysikalisches Verfahren der Bildbrechung machte die störungsfreie Darstellung der atomaren Strukturen möglich. Im Vergleich zu Lichtmikroskopen ist mit Hilfe von Elektronenmikroskopen, aufgrund der kürzeren Wellenlängen von Elektronenstrahlen, eine Abbildung von Strukturen bis in den Pikometer-Bereich möglich. Die Auflösung der Bilder eines Elektronenmikroskops ist somit etwa 10.000 Mal höher.
Internationaler Erfolg für die neue Mikroskop-Technik
Der Erfolg des neu entwickelten Verfahrens lässt sich an der weltweiten Verbreitung und Anwendung der neuen fehlerkorrigierenden Technologie ablesen. Nach der ersten kommerziellen Produktion von aberrationskorrigierenden Elektronenmikroskopen im Jahr 2004 konnte sich das Verfahren weltweit durchsetzen. Mittlerweile nutzen alle Unternehmen der Branche Mikroskope mit dem von Haier, Rose und Urban entwickelten Verfahren.
Anwendung finden die aberrationskorrigierenden Elektronenmikroskope zum Beispiel in der Erforschung neuer Materialien der IT oder Energie Branche.
Prof. Dr. Knut Urban
Der studierte Physiker Prof. Knut Urban übernahm bis 2011 die leitende Tätigkeit am Institut für Mikrostrukturforschung im Forschungszentrum Jülich und eine Professur im Bereich Experimentalphysik an der RWTH Aachen. Im Jahr 2012 erhielt Urban als erster Wissenschaftler die JARA-Seniorprofessur. Der Schwerpunkt seiner Forschungstätigkeit liegt auf der Optimierung und Weiterentwicklung der aberrationskorrigierenden Transmissionselektronenmikroskope.
Der „Frontiers of Knowledge Award“
Seit 2008 verleiht die spanische BBVA Stiftung den „Frontiers of Knowledge Award“ an herausragende Wissenschaftler und Projekte. Der Preis ist in acht Kategorien geteilt und wird neben dem Bereich Grundlagenforschung in der Chemie, Physik, Mathematik auch in Bereichen wie zum Beispiel Biomedizin oder Naturschutz vergeben. In den acht Kategorien werden insgesamt 3,2 Millionen Euro vergeben. Die Auszeichnung für Prof. Maximilian Haider, Prof. Harald Rose und Prof. Knut Urban im Bereich Grundlagenforschung in der Physik, ist mit 400.000 Euro dotiert.