Coordinated Projects

Scalable 2D-Materials Architectures (2D-MATURE) - DFG International Research Training Group (GRK 2803)

The main goal of 2D-MATURE is to establish a comprehensive view on scalable synthesis and processing routes for 2D materials units to develop a profound understanding of the emerging functionality. We will enable and test their applicability in practical showcase devices, like super-capacitors, batteries, light sensors and light emitting devices, with the intention to transition new 2D materials out of the laboratory and into the marketplace (see 2D MATURE).

In detail, we are interested in designing 2D materials for specific purposes. In order to do so, we aim to understand the influence of grain boundaries, defects, chemical agents, dielectric screening, ... on the optoelectronic properties of 2D materials (P5). By combining scalable fabrication techniques such as ALD and CVD we prepare and optimize layered heterostructures of such materials for light emitting devices (P6).

As an International Graduate School, we enjoy regular exchanges and joint activities with our Canadian partners.

Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne (DFG) SFB 1242

Der Einschlag energiereicher Teilchen (Atome, Moleküle, Cluster) auf eine Festkörperoberfläche erzeugt sowohl elektronische Anregung (electronic stopping) als auch Teilchenkinetik (nuclear stopping). Hierbei wird ein extremer, auf der Nanometerskala lokalisierter Nichtgleichgewichtszustand generiert, dessen Erzeugung und Relaxation hier sowohl auf der Zeit- als auch auf der Ortsskala untersucht werden soll. Ziel des Projekts ist es, erstmals die ultraschnelle Dynamik dieser Prozesse experimentell zugänglich zu machen. In diesem Projekt wird dazu eine neuartige Ionen-Quelle aufgebaut und charakterisiert, mit der sich z.B. Edelgasionenpulse mit Pulsdauern im (sub-) Pikosekundenbereich erzeugen lassen. Durch die Kombination eines Überschall-Düsenstrahls mit der Hochfeld-Photoionisation in einem ultrakurzen Laserpuls kann die Quelle sowohl für die Erzeugung einfach oder mehrfach geladener atomarer Ionen als auch für die Erzeugung von Clusterionen optimiert werden und gestattet daher eine breite Variation der relevanten Projektileigenschaften.

Informationen zum neu eingerichteten SFB 1242 finden Sie hier: SFB 1242

Click here for more details about the CRC 1242: CRC 1242

Erforschung kondensierter Materie (BMBF) IIM@FAIR

Bei der Wechselwirkung schneller, schwerer Ionen mit Materie wird die Energie des Projektils primär in das elektronische System eingetragen. Deren Dissipation erfolgt in einer Abfolge komplizierter Prozesse, deren Details sowohl von den Projektilparametern (Energie, Masse, Ladung) als auch von den Materialparametern des Targets abhängen. Die wissenschaftlichen Fragestellungen innerhalb des Verbundprojektes befassen sich mit der Aufklärung und der Nutzung der fundamentalen Prozesse dieser Ion-Festkörper-Wechselwirkung. Die Projekte untersuchen dabei die Materialveränderungen sowohl durch Analyse des Probenvolumens und der Oberfläche, als auch durch Analyse der emittierten Teilchenflüsse.

FLAG-ERA (DFG/EU) NU-TEGRAM

Das Hauptziel dieses transnationalen Projekts ist die Entwicklung widerstandsfähiger Komposite, bestehend aus Graphen und einem Polymerfilm. Diese bilden das Ausgangsmaterial für Membranen für  technischen Anwendung, insbesondere für Ultra- (UF) und Nanofiltration (NF). Das selektive Element dieser Membranen besteht aus einer einzelnen Lage künstlich perforierten Graphens. Die Leistungsfähigkeit dieser UF- und NF-Membranen soll untersucht, und die Modelle für die grundlegenden Mechanismen von Herstellungs- und Trennungsprozessen erarbeitet werden. Das Projekt ist als Partner-Projekt mit dem Flagship Graphen assoziiert.

SPP 1459 Graphene (DFG) Manipulation of graphene by high energy ions

This project investigates an innovative approach to produce and manipulate graphene nanostructures. Supported and suspended graphene will be irradiated with high energy ions, i.e. swift heavy ions with high kinetic energy and slow highly charged ions with high potential energy. Both projectile types induce ultra-intensive electronic excitations in graphene as well as in the support material. The extreme energy density is expected to result in structural changes on the nanometer scale which can be exploited to create defined graphene nanostructures. Graphene samples irradiated under various conditions will be analyzed in detail to optimize ion beam parameters with respect to potential applications.

SPP 1459 Graphene (DFG) Graphene on atomically flat insulating substrates

The project aims at developing practical strategies for the preparation of graphene on clean, atomically ordered insulating substrates (mainly CaF2, Al2O3, Al2O3/Ni3Al(111), SrTiO3, TiO2 and diamond) and a fundamental understanding of the physical properties of such systems. The main goals for the first three year period of the project are (1) the development of methods for the preparation of single layer graphene of highest structural perfection and uniformity on atomically flat and electrically insulating substrates and thin films under normal conditions and conditions of an ultra-high vacuum, (2) the study of the morphology, atomic structure and the local surface potential of such graphene films and (3) the atomic scale characterisation of defects and adsorbates in/on the graphene films.

Erforschung kondensierter Materie (BMBF) In-situ Charakterisierung und Modifikation von Materialien bei Bestrahlung mit hochenergetischen Ionen

Abgeschlossen.

SFB 616 Energy Dissipation at Surfaces (DFG) Wechselwirkung hochgeladener Ionen mit Oberflächen

Abgeschlossen.

SFB 616 Energy Dissipation at Surfaces (DFG) Elektronische Energiedissipation in kleinen metallischen Strukturen

Abgeschlossen.