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Physikerin aus China erforscht dünnne Schichten

26.02.1997 - (idw) Westfaelische Wilhelms-Universität Münster

upm-Pressemitteilung der Universitaet Muenster 48/97 - 19. Februar 1997

Dem Wissen duenner Schichten auf der Spur

Chinesische Wissenschaftlerin forscht am Physikalischen Institut der Universitaet Muenster

Professorinnen sind hierzulande immer noch selten - ganz besonders in einem typischen Maennerfach wie Physik. Eine der wenigen Frauen, die in diesem Bereich die Hochschullaufbahn anstreben, ist die Chinesin Dr. Lifeng Chi. Als wissenschaftliche Mitarbeiterin im Physikalischen Institut der Universitaet Muenster erforscht sie duenne organische Schichten , ein aktuelles Grenzgebiet zwischen Physik und Chemie. Ihre Habilitation wird nun vom nordrhein- westfaelischen Wissenschaftsministerium mit einem Lise-Meitner- Stipendium gefoerdert.

In China ist das anders, da sind Physikerinnen nicht so in der Minderheit , erklaert die 39jaehrige Wissenschaftlerin, die in der chinesischen Stadt Changchun Physik und physikalische Chemie studiert hatte, bevor sie 1985 nach Deutschland uebersiedelte. Hier arbeitete sie zunaechst am Max-Planck-Institut fuer biophysikalische Chemie in Goettingen, wo sie 1989 promovierte. Anschliessend absolvierte sie Forschungsaufenthalte an der Universitaet Mainz und bei BASF in Ludwigshafen und kam schliesslich 1993 ins Physikalische Institut der Universitaet Muenster. Dort leitet sie bei Prof. Dr. Harald Fuchs im Rahmen der Abteilung Grenzflaechenphysik eine Arbeitsgruppe zum Thema duenne organische Schichten . Naechstes Ziel ihrer wissenschaftlichen Karriere ist die Habilitation. Als finanzielle Unterstuetzung dafuer erhaelt die Chinesin nun ein Lise-Meitner-Stipendium einschliesslich Kinderbetreuungsgeld fuer ihren kleinen Sohn. Mit diesem Habilitationsstipendium - benannt nach der Physikerin Lise Meitner (1878-1968) - foerdert das NRW- Wissenschaftsministerium seit 1991 jaehrlich promovierte Wissenschaftlerinnen vor allem in Faechern mit besonders geringem Frauenanteil. Zu den diesjaehrigen Stipendiatinnen gehoeren neben Dr. Chi noch drei weitere Frauen aus Muenster: die Volkskundlerin Dr. Barbara Krug-Richter, die Medizinerin Dr. Liliana Schaefer und Dr. Margret Wehling aus dem Fach Betriebswirtschaftslehre.

Hauchduenne Oberflaechenbeschichtungen spielen heute in vielen Technologiebereichen eine zentrale Rolle - von der schuetzenden Lackschicht bis zu strukturierten Molekuelschichten fuer die Mikroelektronik oder die Biosensorik. Der muensterschen Forschungsgruppe geht es einerseits um die Herstellung solcher Schichtsysteme, andererseits um deren Untersuchung mit empfindlichen mikroskopischen Methoden. Dr. Chi, die auf beiden Gebieten Expertin ist, interessiert sich dabei sowohl fuer grundlegende Erkenntnisse ueber das Wesen duenner Schichten als auch fuer technologische Anwendungen.

Fuer die Herstellung duenner organischer Molekuelschichten werden in den Labors der Arbeitsgruppe verschiedene Methoden angewandt und weiterentwickelt. Dazu gehoert unter anderem die sogenannte Langmuir-Blodgett-Technik, bei der eine geeignete Substanz zunaechst auf die Oberflaeche eines Wasserbades gesprueht wird. Die Molekuele bilden auf dem Wasserspiegel eine einheitlich ausgerichtete Schicht, die dann auf einen festen Traeger uebertragen wird. So laesst sich zum Beispiel die Rezeptorschicht eines Biosensors erzeugen. In einem anderen Verfahren - in Fachkreisen als self-assembly -Technik bekannt - scheiden sich Molekuele aus einer Loesung auf einem eingetauchten Goldblech ab. Das Besondere dieser Methoden ist, dass dabei geordnete Schichten entstehen, in denen die einzelnen Molekuele nicht wild durcheinander, sondern sozusagen in Reih und Glied auf dem Traegermaterial angeordnet sind. Damit lassen sich sogar gezielt Muster erzeugen. Darueber hinaus befasst sich die Forscherin auch mit sogenannten Nanoclustern. Das sind sehr kleine Partikel, die fast nur aus Oberflaeche bestehen und deshalb ganz besondere Eigenschaften aufweisen. Aktuelle Experimente zielen darauf ab, solche Goldcluster auf Siliziumoberflaechen in bestimmten Mustern anzuordnen. Anwendungshintergrund ist dabei die Entwicklung neuer miniaturisierter Elektronikbauteile.

Wichtiger Bestandteil der Forschungsarbeiten ist die Kontrolle der ultraduennen Schichten mit geeigneten Messmethoden. Dr. Chi und ihre Mitarbeiter benutzen dazu hochaufloesende mikroskopische Methoden, die im Institut staendig weiterentwickelt und perfektioniert werden. Dazu gehoeren vor allem die Rastertunnelmikroskopie und die Kraftmikroskopie. In solchen Mikroskopen wird die zu untersuchende Oberflaeche mit einer duennen Nadelspitze abgetastet, so dass ein Bild der Oberflaechenstruktur entsteht. Das raeumliche Aufloesungsvermoegen ist dabei so gross, dass man jedes einzelne Atom oder Molekuel sehen kann. Darueber hinaus erhaelt man auch Informationen ueber mechanische und elektrostatische Eigenschaften der Oberflaeche.

Das Forschungsthema duenne organische Schichten hat ebenso viele chemische wie physikalische Aspekte. Die Naturwissenschaftlerin, die selbst beide Sprachen spricht, die der Physik und die der Chemie , arbeitet intensiv mit muensterschen Organikern und Biochemikern zusammen, unter anderem auch im Rahmen des neuen Sonderforschungsbereichs Molekulare Orientierung . Darueber hinaus forscht sie in einem Gemeinschaftsprojekt mit Chemikern der Universitaet Essen und pflegt ausserdem enge Kontakte zu zwei chinesischen Arbeitsgruppen.

Bis zum Abschluss ihrer Habilitation plant die Chinesin zweieinhalb bis drei Jahre ein. Wo sie anschliessend ihre wissenschaftliche Laufbahn fortsetzen wird, ob in Deutschland oder in China, entscheidet sie dann je nachdem, was besser fuer meine Karriere ist.

Mit freundlichem Gruss

Norbert Frie


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