Aktuelle Einblicke in die Forschung

Torricelli: eine Open Source Software

Nutzeninspirierte Grundlagenforschung transparent und open source: Das Peter Grünberg Institut (PGI) widmet sich der Grundlagenforschung im Bereich neuer physikalischer Konzepte und Materialien in der Informationstechnologie und verwandten Feldern. Darüber hinaus bietet es eine hochmoderne Plattform für die Entwicklung von Verfahrenstechniken, Geräten und innovativen nanoelektronischen Materialsystemen.

Am PGI-3 untersuchen die Forscher funktionale Nanostrukturen an Oberflächen über strukturelle Untersuchungen und durch die Spektroskopie komplexer molekularer Adsorbate auf einkristallinen Oberflächen. Basierend auf diesen oberflächenwissenschaftlichen Untersuchungen erforschen die Wissenschaftler die Grenzen nanoskaliger Technologien auf Oberflächen und versuchen, diese zu erweitern.

 

Im PGI-3 arbeiten etwa 30 Forscher, die in den Jahren 2016 und 2017 28 open Access Publikationen geschrieben haben, also frei verfügbare wissenschaftliche Veröffentlichungen. Eine davon stellen wir im Folgenden vor:

Exklusiv-Interview

Silvia Jagodzinska, freie Journalistin, traf Dr. Bocquet und Prof. Tautz zum exklusiven Interview. Beide haben an der Publikation "Toricelli: A software to determine atomic spatial distributions from normal incidence x-ray standing wave data" in "Computer Physics Communications" mitgewirkt. Daran waren außerdem G. Mercurio, M. Franke, G. van Straaten, S. Weiß, S. Soubatch und C. Kumpf beteiligt.

Sie haben kürzlich eine wissenschaftliche Arbeit im Journal Computer Physics Communication veröffentlicht mit dem Titel Torricelli: A software to determine atomic spatial distributions from normal incidence x-ray standing wave data. Ist dies ein Thema der Grundlagenforschung oder der angewandten Forschung?

Prof. Tautz: Es handelt sich um ein Thema im Bereich nutzeninspirierter Grundlagenforschung.

Ich habe verstanden, dass es um die Bestimmung von atomaren Strukturen an Einkristalloberflächen geht. Können Sie mir erklären, warum das wichtig ist und für wen das nützlich ist? Ich bin keine Naturwissenschaftlerin…

Dr. Bocquet: Die Torricelli Software eignet sich zur Analyse stehender Röntgenwellenfelder, speziell von Materialien mit 2D Charakter, die nur eine Atomlage dick sind. Das Graphen ist dafür ein Beispiel oder das Hexagonale Bornitrit, welches isolierende Eigenschaften aufweist.

Es geht also um ein standardisiertes Auswerte- oder Charakterisierungsverfahren … waren institutsinterne Forschungsaktivitäten der Impuls für diese Veröffentlichung?

Prof. Tautz: Zunächst ja, weil meine Doktoranden in den letzten Jahren immer eigene Auswerteprogramme erstellt haben, die aber nach Beendigung der Promotionen oft nicht richtig dokumentiert waren und im Detail nicht nachvollziehbar waren für neue Doktoranden. Oft musste der neue Doktorand quasi wieder ‚von vorne‘ anfangen.

Also wird durch dieses Programm die Effizienz in ihrer Institutsarbeit gesteigert, also für mich auch ein sehr nachhaltiger Aspekt im Forschungsalltag?

Prof. Tautz: Ja, die Strukturauswertung wird standardisierter und transparenter. Das Programm hat zusätzlich eine eingängige Nutzeroberfläche (graphisches User-Interface, Bedienungsanleitung). Es gibt auch die Möglichkeit der Fehlerkorrektur (retrospektiv und prospektiv) aufgrund des modularen Aufbaus. Eine Weiterentwicklung und ständige Optimierung durch neue wissenschaftliche Erkenntnisse wird dadurch möglich.
Wenn ich einmal zusammenfassen darf, trägt Torricelli in mehrfacher Hinsicht einer viel diskutierten nachhaltigen Entwicklung bei speziell durch die Punkte:

  • Standardisierung
  • Transparenz bzw. Nachvollziehbarkeit
  • Fehlerkorrektur
  • Nutzerorientierung und
  • Open Source

Was ist denn Open Source?

Dr. Bocquet: Wir stellen das Programm durch die Publikation in dem Journal „Computer Physics Communications“ allen Nutzern national und international zur Verfügung und erreichen bei guter Nutzung dann auch eine vergleichbare Datenlage bei der Charakterisierung von 2D Materialien.

Danke! Ihren Punkt Nutzerorientierung finde ich auch sehr interessant, Mich haben Ihre Ausführungen sehr beeindruckt, nur anwenden werde ich Torricelli persönlich leider nicht.

Ich habe mir nicht vorstellen können, wie vielfältig Aspekte sein können, die sich hinter einer solchen Veröffentlichung verbergen und dass es auch nachhaltige Perspektiven in der Forschung gibt, die hier eine Rolle spielen.