DFG-Forschergruppe 522
| Architektur von nano- und mikrodimensionalen Strukturelementen |
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unter Beteiligung von
Veröffentlichungen
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Intern |
Sprecher
Prof. Dr. M. Grundmann
Abt. Halbleiterphysik
Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik
Fakultät für Physik und Erdsystemwissenschaften
Universität Leipzig
Konzept
Zukünftige Anwendungen in der Nanomechanik, Sensorik, Photonik und Elektronik erfordern eine neuartige Architektur von Mikro- und Nanostrukturen, die zunächst als Einzelelement, später auch als Netzwerk, den zur Verfügung stehenden, dreidimensionalen Raum voll nutzen. Hierdurch entstehen neue Freiheitsgrade beim Design, z.B. bezüglich des Verspannungsmanagements und der Konnektierbarkeit. Diesen Ansatz wollen wir verfolgen und die Herstellung von Nano- und Mikro-Säulen, -spiralen, -röllchen, -zylindern und ähnlichen Strukturen studieren, die mit neuartiger Funktionalität Grundbausteine für die genannten Anwendungen sind.
Die von uns angestrebten Strukturen sollen konstruktiv im Raum gestaltet werden. Sie sollen mit geringem Aufwand an Strukturierungstechnologie, die Prinzipien von Selbstaufbau (self-assembly) oder gesteuertem Selbstaufbau (directed self-assembly) nutzend, erzeugt werden. Dieser bottom-up Ansatz ermöglicht es, qualitativ neuartige Strukturen (und die mit ihnen verknüpfte Funktionalität) herzustellen, die durch künstliche Strukturierung (top-down Ansatz) grundsätzlich nicht zu erreichen sind, z.B. spiralige oder konzentrische Strukturen oder Strukturen mit extremen Aspektverhältnis.
Die von uns erzeugten Strukturen unterscheiden sich fundamental von den zur Zeit ausgiebig untersuchten Nanopartikeln oder Clustern einfacher Form und mesoskopischen Inhomogenitäten und Nanostrukturen, die zumeist planar in eine feste Matrix (Halbleiterquantenpunkte) oder in eine flüssige Matrix (kolloidale Quantenpunkte) eingebettet sind. Die komplexe, dreidimensionale Formgestaltung unserer Einzelelemente, die auch Krümmungen beinhalten kann, führt zu neuartigen, anders nicht zu erreichenden, geometriebestimmten Eigenschaften, die sich von denen meso- und makrodimensionaler Volumenmaterialien und denen eingebetteter Schicht-, Faden- oder Punktstrukturen unterscheiden.
Die Forschergruppe zielt auf die Exploration von räumlich konstruierbaren Strukturelementen im Mikro- und Nanokosmos. Der genaue Größenmaßstab der Strukturen ist korreliert mit den angestrebten Eigenschaften und der damit verbundenen Funktionalität, z.B. Elektronen-Confinement, Wechselwirkung mit Photonen oder Phasenstabilität.
Projekte (2006-2009)
| Nummer | Projektleiter |
Titel |
| P1 |
M. Grundmann1, M. Lorenz1 | Eindimensionalen
Heterostrukturen und Nanorasen |
| P2 |
V. Gottschalch2 | „Eindimensionale“ AIIIBV Nano-Strukturen |
| P3 |
E. Schubert3, B. Rauschenbach1,3 | Konstruktive Darstellung
von dreidimensionalen periodischen Strukturen durch
Ionenstrahl-gestützte Deposition |
| P4 |
K. Bente4 | Zylindrisch-lamellare
Mikrogefügeübergänge und
Struktur-Eigenschaftsbeziehungen
von Kylindrit |
| P5 |
B. Rheinländer1, V. Gottschalch2, M. Grundmann1 |
Optische Resonanzen in Mikro- und Nanozylindern |
| P9 |
S. Müller5 | Herleitung effektiver Theorien für atomistisch dünne Röhren und Schichten |
| P10 |
K. Nielsch6, K. Bente4 | Synthese und Charakterisierung von thermoelektrischen Multischicht-Nanostäben von Pb-Bi-(S, Se,Te)- Verbindungen |
| P11 |
Th. Höche3, J.W. Gerlach3 | Substratgebundene Nanostrukturen durch Diffraktionsmaskenprojektions-Laserablation |
1 Universität Leipzig, Fakultät für Physik und Erdsystemwissenschaften, Felix-Bloch-Institut für Festkörperphysik
2 Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie, Institut für Anorganische Chemie
3 Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V., Leipzig
4 Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie, Institut f. Mineralogie, Kristallographie und Materialwissenschaften
5 Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften, Leipzig
6 Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik, Halle/S
M. Grundmann
2.8.2006