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Publikation: Plasmonics Enhanced Smartphone Fluorescence Microscopy

An international team of researchers from the University of California, Los Angeles and the Braunschweig University of Technology in Germany has developed an approach to enhance the sensitivity of smartphone-based fluorescence microscopes by ten-fold compared to previously reported mobile phone-based handheld microscopes. This is an important development toward the use of mobile phones for advanced microscopic investigation of samples, sensing of disease biomarkers, tracking of chronic conditions, and molecular diagnostics and testing in general.

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Quantum Frontiers: Interview mit Prof. Andreas Waag

The exciting story of NanoLight as well as NanoParticles and Quantum Techniques is told by Professor Andreas Waag. He is one of the leading minds of the strategic research area „Quantum and Nanometrology“ (QUANOMET), supported by the state ministry for research of lower Saxony and head of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA) at the TU Braunschweig.

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Quantum Frontiers: Mikrochip statt Mikroskop

Das Startup „Superlight Photonics“ hat seinen Sitz in der obersten Etage des TU-Hochhauses an der Hans-Sommer-Straße. Von hier aus wollen sechs Forscherinnen und Forscher die Nanowelt erobern, wissenschaftlich und wirtschaftlich.

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Quantum Frontiers: Die Lichtbändigerin

Porträt Prof. Dr. Stefanie Kroker | Überrascht war Stefanie Kroker schon, als die Stellenzusage kam. Schließlich war es ihre erste Bewerbung nach Physikstudium und Promotion. Seit April 2016 ist die 32-Jährige Juniorprofessorin Leiterin der Nachwuchsgruppe „Metrologie für funktionale Nanosysteme“ am Forschungszentrum LENA der Technischen Universität Braunschweig und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB).

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Quantum Frontiers: ein Team für leuchtende Nano-Sensoren

Ein Gespräch mit Dr. Hutomo Suryo Wasisto, Leiter der Nachwuchsgruppe OptoSense (Optochemical Integrated Nanosystems for Sensing) des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), und seinen Doktoranden Tony Granz, Gregor Scholz und Klaas Strempel über kulturelle Vielfalt in der Wissenschaft, den Reiz von Galliumnitrid und warum sich gerade junge Forscherinnen und Forscher öfter mal aus dem Labor wagen sollten.

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Quantum Frontiers: Rezepte für winzige Leuchtdioden in 3D

Porträt Dipl.-Ing. Jana Hartmann | Wie fast jeden Morgen, tauscht Jana Hartmann ihre Straßenschuhe gegen weiße Clogs, schlüpft in einen weißen Overall und Latexhandschuhe und setzt eine Haarschutzhaube auf. Dann geht es in „ihr“ Reich: den Reinraum des Instituts für Halbleitertechnik im 10. Stock des TU-Hochhauses an der Hans-Sommer-Straße. Dreck jeglicher Art ist dort tabu, deshalb auch die Schutzkleidung. Die Elektrotechnikerin arbeitet hier für ihre Promotion.

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Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope | ChipScope will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik (AG Prof. Waag) und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie (AG Prof. Tinnefeld) beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA) der TU Braunschweig sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope, in dem ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop entwickelt wird. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch äußerst anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig.

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Publikation: Optische Antennen erzeugen Fata Morganas im Nanokosmos

Seit einigen Jahren beschäftigt sich die Forschung mit Antennen, welche knapp eine Milliarde Mal kleiner sind als unsere wohlbekannten Antennen am Badezimmerradio. Dabei handelt es sich im einfachsten Fall um kugelförmige Nanopartikel aus Metallen wie Gold. Sie können elektromagnetische Strahlung empfangen und aussenden, deren Wellenlänge im Nanometerbereich des sichtbaren Lichtes liegt. Nanoantennen gelten derzeit als vielversprechend um Licht auf kleinsten Skalen jenseits der optischen Auflösung kontrollieren zu können.

Forscher der TU-Braunschweig um Prof. Philip Tinnefeld und Dr. Guillermo Acuna (Institut für Physikalische Chemie, Forschungsbau LENA) haben einen entscheidenden Beitrag geleistet, um Eigenschaften dieser Antennen zu beschreiben. Dazu nutzen sie die sogenannte DNA Origami-Technik um Nanopartikel aus Gold gezielt neben Farbstoffmolekülen zu platzieren.

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Weitere Meldungen finden Sie in unserem News Archiv

Forschungszentrum „Laboratory for Emerging Nanometrology

Das Forschungszentrum für Nanomesstechnik, das "Laboratory for Emerging Nanometrology" (LENA), wird auf dem Campus der TU BS am Langen Kamp errichtet. Bund und Land Niedersachsen finanzieren das Zentrum im Rahmen der gemeinsamen Initiative "Forschungsneubauten". Im Forschungsbau LENA werden für rund 33 Millionen Euro auf insgesamt 2574 m² Labore und Büros für über 100 Mitarbeiter entstehen. Ab dem Jahr 2017 werden dort Forschergruppen unter Nutzung modernster technischer Infrastruktur und Expertisen aus der Elektrotechnik, der Physik, dem Maschinenbau und der Chemie gemeinsam an wichtigen Fragen des Messens in der Nanowelt arbeiten. Die PTB ist als strategischer Partner an LENA beteiligt.

Präzise und quantitative Messungen an nanoskaligen Strukturen sind nicht nur Grundlage für ein besseres Verständnis kleinster Strukturen, sondern sind auch Voraussetzung für eine bessere Standardisierung und letztlich für die Überführung nanoskaliger Materialien, Methoden und Systeme aus den Forschungslaboratorien in eine industrielle Nutzung. Insbesondere die präzise Messung an dreidimensionalen Objekten wird im Fokus von LENA stehen. Diese wird beispielsweise für neuartige Nano-LEDs oder bessere Hochleistungsakkumulatoren für künftige Elektrofahrzeuge gebraucht. Technologien auf der Nanoskala werden aber ebenso benötigt, um die Rolle von Nanopartikeln in unserer Umwelt zu untersuchen und damit zu verstehen. Ubiquitäre, d. h. überall verfügbare Sensoren und Normale sollen die Nanopartikel-Messtechnik auf eine völlig neue Basis stellen und als Grundlage für Schnell-Tests auf der Nanoskala dienen.

Struktur

vergrößerte Darstellung PDF

Forschungsschwerpunkte

Nanonormale
Methodenentwicklung
Ubiquitäre Sensoren und Standards

Weitere Forschungsprojekte (Auswahl)

Darstellungen einiger weiterer Forschungsprojekte

Beteiligte Gruppen

Beteiligte Institute der TU Braunschweig

Fakultät 2 | Lebenswissenschaften

Fakultät 4 | Maschinenbau

Fakultät 5 | Elektrotechnik, Informationstechnik, Physik

Gemeinsame Berufungen mit der PTB

Fakultät 5 | Elektrotechnik, Informationstechnik, Physik und PTB

Beteiligte Fachabteilungen der PTB

Abteilung 2 | Elektrizität mehr

Abteilung 3 | Chemische Physik und Explosionsschutz mehr

Abteilung 4 | Optik mehr

Abteilung 5 | Fertigungsmesstechnik mehr

Ausgewählte Publikationen

Weitere Publikationen finden Sie auf den Webseiten unserer Mitglieder.

» 2017

Q. Wei, G. Acuna, S. Kim, C. Vietz, D. Tseng, J. Chae, D. Shir, W. Luo, P. Tinnefeld, A. Ozcan: Plasmonics Enhanced Smartphone Fluorescence Microscope, Scientific Reports 7, Article number: 2124 (2017), DOI: 10.1038/s41598-017-02395-8

M. Raab, F. Stefani, G.P. Acuna, P. Tinnefeld (2016): Shifting Molecular Localization by Plasmonic Coupling in a Single-Molecule Mirage, Nature Commun., 2017

» 2016

P.C. Nickels, B. Wünsch, P. Holzmeister, W. Bae, L.M. Kneer, D. Grohmann, P. Tinnefeld, T. Liedl (2016): Molecular Force Spectroscopy with a DNA Origami Based Nanoscopic Force Clamp, Science, 354, 6310, 305–307.

I. Masthoff, M. Kraken, D. Menzel, F. J. Litterst, G. Garnweitner: Study of the growth of hydrophilic iron oxide nanoparticles obtained via the non-aqueous sol–gel method, J. Sol-Gel Sci. Technol., 2016, 77, 553–564.

S. Zellmer, M. Lindenau, S. Michel, G. Garnweitner, C. Schilde: Influence of surface modification on structure formation and micromechanical properties of spray-dried silica aggregates, J. Colloid Interf. Sci., 2016, 464, 183–190.

T. Wahl, S. Zellmer, J. Hanisch, G. Garnweitner, E. Ahlswede, Thin indium tin oxide nanoparticle films as hole transport layer in inverted organic solar cells, Thin Solid Films, 2016, 616, 419–424.

P. Stolzenburg, A. Freytag, N. C. Bigall, G. Garnweitner: Fractal growth of ZrO₂ nanoparticles induced by synthesis conditions, CrystEngComm, 2016, 18, 8396–8405.

M. Zimmermann, K. Ibrom, P. G. Jones, G. Garnweitner: Formation of a dimeric precursor intermediate during the nonaqueous synthesis of titanium dioxide nanocrystals, ChemNanoMat, 2016, online, DOI 10.1002/cnma.201600264.

A. Gad, M. W. G. Hoffmann, O. Casals, L. Mayrhofer, C. Fàbrega, L. Caccamo, F. Hernández-Ramírez, M. S. Mohajerani, M. Moseler, H. Shen, et al.:
Integrated Strategy toward Self-Powering and Selectivity Tuning of Semiconductor Gas Sensors
ACS Sensors, 09/2016. DOI 10.1021/acssensors.6b00508

J. Hartmann, F. Steib, H. Zhou, J. Ledig, S. Fündling, F. Albrecht, T. Schimpke, A. Avramescu, T. Varghese, H.-H. Wehmann, M. Straßburg, H.-J. Lugauer, and A. Waag:
High Aspect Ratio GaN Fin Microstructures with Nonpolar Sidewalls by Continuous Mode Metalorganic Vapor Phase Epitaxy,
Cryst. Growth Des., vol. 16, no. 3, pp. 1458–1462, Mar. 2016.

T. Schimpke, H.-J. Lugauer, A. Avramescu, T. Varghese, A. Koller, J. Hartmann, J. Ledig, A. Waag, and M. Strassburg:
Position-controlled MOVPE growth and electro-optical characterization of core-shell InGaN/GaN microrod LEDs,
in Proc. SPIE 9768, 2016, p. 97680T

M. S. Mohajerani, S. Khachadorian, T. Schimpke, C. Nenstiel, J. Hartmann, J. Ledig, A. Avramescu, M. Strassburg, A. Hoffmann, and A. Waag:
Evaluation of local free carrier concentrations in individual heavily-doped GaN:Si micro-rods by micro-Raman spectroscopy,
Appl. Phys. Lett., vol. 108, no. 9, p. 091112, Feb. 2016.

M. Abdelfatah, J. Ledig, A. El-Shaer, A. Wagner, V. Marin-Borras, A. Sharafeev, P. Lemmens, M. M. Mosaad, A. Waag, and A. Bakin:
Fabrication and characterization of low cost Cu₂O/ZnO:Al solar cells for sustainable photovoltaics with earth abundant materials,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 145, pp. 454–461, Feb. 2016.

M. Abdelfatah, J. Ledig, A. El-Shaer, A. Sharafeev, P. Lemmens, M. M. Mosaad, A. Waag, and A. Bakin:
Effect of Potentiostatic and Galvanostatic Electrodeposition Modes on the Basic Parameters of Solar Cells Based on Cu₂O Thin Films,
ECS J. Solid State Sci. Technol., vol. 5, no. 6, pp. Q183–Q187, Apr. 2016.

A. Glamazda, P. Lemmens, S.-H. Do, Y.S. Choi & K.-Y. Choi:
Raman spectroscopic signature of fractionalized excitations in the harmonic-honeycomb iridates β- and γ-Li₂IrO₃
Nature Communications 7, Article number: 12286, 2016. DOI 10.1038/ncomms12286

J. Ledig, S. Fündling, F. Steib, J. Hartmann, H.-H. Wehmann, and A. Waag:
Electro-optical characterization of 3D-LEDs - Nondestructive inspection of 4’' wafers in bird's eye view by an FE-SEM
Imaging & Microscopy, vol. 18, no. 2, p. 44-46, 2016.
http://www.imaging-git.com/science/electron-and-ion-microscopy/electro-optical-characterization-3d-leds

Schulz S., Gietl A., Smollett K., Tinnefeld P., Werner F. and Grohmann D. (2016):
TFE and Spt4/5 open and close the RNA polymerase clamp during the transcription cycle.
Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. DOI: 10.1073/pnas.1515817113

J. Ledig, X. Wang, S. Fündling, H. Schuhmann, M. Seibt, U. Jahn, H.-H. Wehmann, A. Waag:
Characterization of the internal properties of InGaN/GaN core-shell LEDs
Phys. Status Solidi (a), vol. 213, no. 1, pp. 11–18, Jan. 2016. DOI 10.1002/pssa.201532485

» 2015

J. Hartmann, X. Wang, H. Schuhmann, W. Dziony, L. Caccamo, J. Ledig, M. S. Mohajerani, T. Schimpke, M. Bähr, G. Lilienkamp, W. Daum, M. Seibt, M. Straßburg, H.-H. Wehmann, and A. Waag:
Growth mechanisms of GaN microrods for 3D core-shell LEDs: The influence of silane flow,
Phys. status solidi, vol. 212, no. 12, pp. 2830–2836, Dec. 2015.

M. Abdelfatah, J. Ledig, A. El-Shaer, A. Wagner, A. Sharafeev, P. Lemmens, M. M. Mosaad, A. Waag, and A. Bakin:
Fabrication and characterization of flexible solar cell from electrodeposited Cu₂O thin film on plastic substrate,
Sol. Energy, vol. 122, pp. 1193–1198, Dec. 2015.

J. Ledig, S. Fündling, M. Popp, J. Hartmann, H.-H. Wehmann, A. Sperling, and A. Waag:
3D GAN LEDS – TECHNOLOGIES AND ANALYTICS,
in Proceedings of CIE Expert Symposium on the CIE S 025 LED Lamps, LED Luminaires and LED Modules Test Standard, 2015, pp. 71–79.

X. Wang, U. Jahn, M. Mandl, T. Schimpke, J. Hartmann, J. Ledig, M. Straßburg, H.-H. Wehmann, and A. Waag:
Growth and characterization of mixed polar GaN columns and core-shell LEDs,
Phys. status solidi, vol. 212, no. 4, pp. 727–731, Apr. 2015.

M. A. Deeb, J. Wei, J. Hartmann, H.-H. Wehmann, and A. Waag, “Surface photovoltage behavior of GaN columns,” Phys. status solidi, vol. 212, no. 4, pp. 732–735, Apr. 2015.

E. R. Buß, P. Horenburg,U. Rossow, H. Bremers, T. Meisch, M. Caliebe, F. Scholz, and A. Hangleiter
Non- and semipolar AlInN one-dimensionally lattice-matched to GaN for realization of relaxed buffer layers for strain engineering in optically active GaN-based devices
Phys. Status Solidi B, 1–7 (2015)

I. Jusuk, C. Vietz, M. Raab, T. Dammeyer, P. Tinnefeld
Super-Resolution Imaging Conditions for Yellow Fluorescent Protein (eYFP) Demonstrated on DNA Origami Nanorulers
Scientific Reports (2015) DOI 10.1038/srep14075

T. Langer, M. Klisch, F. A. Ketzer, H. Jönen, H. Bremers, U. Rossow, T. Meisch, F. Scholz, and A. Hangleiter
Radiative and nonradiative recombination mechanisms in nonpolar and semipolar GaInN/GaN quantum wells
Phys. Status Solidi B, 1–7 (2015).

I.-C. Masthoff, A. Gutsche, H. Nirschl, G. Garnweitner
Oriented attachment of ultra-small Mn_(1−x)Zn_xFe₂O₄ nanoparticles during the non-aqueous sol–gel synthesis
CrystEngComm (2015). DOI 10.1039/C4CE02068E

Puchkova A., Vietz C., Pibiri E., Wünsch B., Sanz Paz M., Acuna G.P., Tinnefeld P.
DNA Origami Nanoantennas with over 5000-fold Fluorescence Enhancement and Single-Molecule Detection at 25 μM
Nano Letters 11/2015. DOI 10.1021/acs.nanolett.5b04045

» 2014

M. W. G. Hoffmann, L. Mayrhofer, O. Casals, L. Caccamo, F. Hernandez-Ramirez, M. Moseler, A. Waag, H. Shen, J. D. Prades
Highly selective and self-powered gas sensor enabled via organic surface functionalization
Advanced Materials (2014). DOI 10.1002/adma.201403073.

P. Holzmeister, E. Pibiri, J.J. Schmied, T.Sen, G.P. Acuna, P. Tinnefeld
Quantum yield and excitation rate of single molecules close to metallic nanostructures
Nature Communications (2014), 5:5356. DOI 10.1038/ncomms6356.