Fast alle in den oben beschriebenen an Grenzflächen orientierten Forschungsbereichen untersuchten Systeme nutzen anorganische Materialien (insbesondere Halbleiter und Metalle) als integrale Komponenten mit spezifischen Konversionsfunktionen wie Ladungstransport oder -trennung, optische Absorption, plasmonische Verstärkung und (photo-)katalytische Aktivität.

Die zentralen wissenschaftlichen Ziele des Forschungsbereichs Foundry Inorganic sind daher (i) die Bereitstellung und Weiterentwicklung hochmoderner Halbleitermaterialien mit genau vorgegebenen und eingestellten Dotierungsgraden, Bandlückendesign und Oberflächen-/Grenzflächeneigenschaften, die als Modellsysteme dienen, (ii) die Realisierung und Optimierung neuer, bisher unerforschter Materialsysteme mit komplementären Eigenschaften als potenzielle Alternativen für etablierte anorganische Materialien (einschließlich Ionenleiter) und (iii) die Top-down- oder Bottom-up-Mikro- und Nanostrukturierung anorganischer Materialien und organischer/anorganischer Hybride zur Entwicklung von Systemen/Bauteilen mit einstellbarer Dimensionalität, Oberflächeneigenschaften und Größen/Distanzen im Nanometerbereich, um spezifische Konversionsprozesse zu steuern und zu verbessern. Neben diesen Fortschritten bei der Herstellung und Optimierung neuartiger anorganischer Materialien unterschiedlicher Dimensionen wendet der Forschungsbereich Foundry Inorganic auch fortschrittliche experimentelle Methoden zur Charakterisierung und Nano-Skulpturierung von Materialien an und entwickelt diese weiter.

Diese sind ein wesentlicher Bestandteil für die Entwicklung eines umfassenden Verständnisses der komplexen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, die in Konversionssystemen wirksam sind – sowohl in Modellstrukturen als auch in vollständigen Bauteilen. Mitglieder des Clusters spielen eine führende Rolle bei der Entwicklung und Anwendung von Operando-Transmissionselektronenmikroskopie, Synchrotrontechniken und Neutronenstreuung, wodurch eine umfassende atomistische und morphologische Charakterisierung komplexer Materialsysteme unter relevanten Betriebsbedingungen ermöglicht wird. Die hochdefinierte Nanostrukturierung basiert auf modernsten Techniken wie Elektronenstrahllithografie, Nanoprägung, fokussiertem Ionenstrahlätzen oder He-Ionenlithografie und -mikroskopie. Alle diese Aktivitäten müssen und werden in enger Zusammenarbeit mit den an Grenzflächen orientierten Forschungsbereichen und den Forschungsbereich Foundry Organic und mit kontinuierlichem Feedback von diesen ausgeführt. Wir erwarten, dass neuartige Materialien und Strukturen, die im Forschungsbereich Foundry Inorganic entwickelt werden, den Forschungsschwerpunkt der anderen Forschungsbereiche mittel- und langfristig stark beeinflussen werden.

Koordinatoren/innen

Prof. Dr. Jonathan Finley
TUM
Prof. Dr. Bettina V. Lotsch
MPI FKF

PIs der Research Area

Johanna Eichhorn
Prof. Dr. Ivana Ivanović-Burmazović - Photo: FAU / Erich Malter
Ian Sharp