Auf dem Weg zu neuen metallorganischen Materialien Ajmal Roshan Unniram Parambil hat in seiner Doktorarbeit sogenannte Metall- Oxo-Cluster aus den Metallen Zirkonium und Hafnium untersucht. Diese winzigen Moleküle bestehen aus nur wenigen Ato- men und können zum Aufbau metallor- ganischer Gerüste (MOFs) verwendet wer- den. Darüber hinaus können sie eine che- mische Brücke zwischen MOFs und Na- nokristallen aus Metalloxiden schlagen. Sie eröffnen dadurch Möglichkeiten für den gezielten Aufbau neuer Materialien mit genau definierten Eigenschaften. Ziel der Arbeit war es, besser zu ver- stehen, wie diese Cluster aufgebaut sind, welche Moleküle (Liganden) ihre Oberflä- che stabilisieren und wie sie grössere Strukturen bilden können. Dazu kombi- nierte Ajmal Experimente und Computer- simulationen. Er analysierte bekannte Cluster von 23 verschiedenen Metallen, um allgemeine Trends in Struktur und Chemie zu erkennen und neue Cluster ge- zielt zu entwerfen. Dabei zeigte sich, dass bestimmte Phosphor-basierte Liganden die Cluster besonders stabil machen – eine Erkenntnis, die er theoretisch vorhersa- gen und experimentell bestätigen konnte. Schliesslich gelang es ihm, dass sich Cluster mithilfe spezieller «amphiphiler» Liganden, die sowohl wasserliebende als auch wasserabweisende Teile enthalten, zu dünnen, zweidimensionalen Schichten selbst zusammenfügten. Diese geordneten Strukturen entstanden an der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser und könnten künftig als Bausteine für neue, massge- schneiderte Materialien dienen. Publikation: https://doi.org/10.1039/ D4SC03859B Ajmal Roshan Unniram Parambil hat seine Arbeit am Departement Chemie der Universität Basel und an der FHNW Hochschule für Life Sciences geschrieben und arbeitet zurzeit als Postdokto- rand am Departement Chemie. Oberflächeneigenschaften von Spintronik Materialien Dr. Martin Heinrich hat in seiner Doktor- arbeit Materialien untersucht, die für neuartige Speicher- und Schalttechnolo- gien von Bedeutung sind. Es handelt sich dabei um Materialien, die sowohl halblei- tende wie auch besondere magnetische Eigenschaften haben – sogenannte mul- tiferroische oder altermagnetische Sys- teme. Sie könnten in der Spintronik ein- gesetzt werden, einem Forschungsfeld, das den Spin der Elektronen anstelle ih- rer Ladung zur Informationsspeicherung nutzt. Martin Heinrich hat die Oberflächen von drei verschiedenen Systemen (Ger- manium-Tellurid, Mangan-Tellurid und Germanium-Mangan-Tellurid) analysiert, da Oberflächen als Schnittstellen in elek- tronischen Bauelementen eine wichtige Rolle spielen. Durch den Einsatz unter- schiedlicher Analysemethoden konnte er neue Erkenntnisse über die atomaren Abstände, die Rekonstruktionen und Pha- sentrennung an der Oberfläche der unter- suchten Systeme gewinnen und damit wichtige Grundlagen für die Entwicklung zukünftiger spintronischer Bauelemente schaffen. Bei Germanium-Tellurid zeigte sich eine Oberflächenrelaxation und beim An- legen elektrischer Felder eine leichte Ver- schiebung der obersten atomaren Schicht. Die Oberfläche von Mangan-Tellurid zeigte verschiedene Neuordnungen der Atome, abhängig von Erwärmung und Substratmaterial. Bei Germanium-Man- gan-Tellurid bewirkte eine Mangan-Dotie- rung, dass sich die Oberfläche in Bereiche von GeTe und MnTe aufspaltet. Martin Heinrich hat für seine Doktorarbeit am PSI gearbeitet. Jetzt ist er Postdoktorand an der Johannes Kepler Universität Linz. Schweben dank Akustik Dr. Shichao Jia hat in seiner Doktorarbeit untersucht, wie sich Proben mithilfe von Schallwellen berührungslos manipulie- ren lassen. Er hat sich dabei sowohl auf die akustische Levitation als auch auf akustische Pinzetten fokussiert und die Technologien auf immer kleinere Dimen- sionen skaliert. Bei der akustischen Levitation hat Shi- chao Jia analysiert, wie sich dünne Schei- ben mit einem Durchmesser von nur we- nigen Millimetern mit Hilfe von Ultra- schallwellen anheben und in Rotation versetzen lassen. Er interessierte sich dafür, wie Grösse und Form der Scheiben die Drehbewegung beeinflussen. Solche Scheiben wurden bereits erfolgreich als Probenträger für Röntgenbeugungsexpe- rimente eingesetzt. Shichao Jia wandte das Konzept auch auf Experimente in Wasser an. Um Miniaturrotoren im Was- ser zu drehen, wo die Schallgeschwindig- keit höher ist, verwendete er Ultraschall- wellen mit viel höheren Frequenzen. Shichao untersuchte auch, wie hoch- frequente Ultraschallwellen eingesetzt werden können, um mikroskopische Pro- ben präzise und berührungslos zu mani- pulieren. Solche akustischen Pinzetten können zum Beispiel zur Manipulation biologischer Proben in einem mikroflui- dischen System verwendet werden – denn die akustische Strahlungskraft hält wei- che Proben nicht nur in der Schwebe, sondern drückt sie auch zusammen, wie man es intuitiv von „Pinzetten“ erwarten würde. Publikation: https://doi.org/10.1063/5.0126000 Shichao Jia hat seine Doktorarbeit am Paul Scherrer Institut absolviert und arbeitet jetzt für Eulitha AG. 18 SNIJahresbericht 2025