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Forschung

Der experimentelle Schwerpunkt der Aktivitäten liegt in der Herstellung, Charakterisierung und Strukturierung von Schichten für die Anwendungsbereiche Sensorik, organische Elektronik, Photovoltaik, zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Kühlung.

Die Strukturierung findet je nach Anwendung auf der Mikro- oder Nanoskala statt, teilweise sind beide Längenskalen gemeinsam erforderlich, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen. Neben Strukturierungsverfahren (top down) werden auch chemisch gesteuerte Wachstumsprozesse (bottom up) eingesetzt. Für die jeweiligen Einsatzbereiche werden anorganische und organische Halbleiter in Verbindung mit isolierenden Materialien und reaktiven Metallclustern genutzt. Schichten werden mittels vakuumgestützer Verfahren, Aufdampfen oder Sputtern, aber auch mittels Druckverfahren oder Elektrodeposition aus der Lösung hergestellt.

Substrate, Elektronik und aktuelle Auswerteverfahren, wie z.B. neuronale Netze, werden entwickelt, um zusammen mit den neuen Materialien Funktionsmodelle für neue Anwendungen aufzubauen. Dies geschieht vorwiegend in Verbundprojekten, z.B. des BMBF, gemeinsam mit Firmen und weiteren Instituten des In- und Auslandes. Dabei wurden und werden Anwendungen zur Erkennung von Gasen in komplexen Gemischen, z.B. bei der Brandlasterkennung oder im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnik gleichermassen erfolgreich bearbeitet wie der Aufbau von neuartigen Bauteilen der molekularen Elektronik oder die Messung extrem kleiner Ströme über die damit verbundenen magnetischen Felder mit magnetoresistiven Materialien oder Supraleitern.

In der Kältetechnik wird an nanostrukturierten Halbleitern für Peltierelemente und energieeffizienten Thermogeneratoren ebenso gearbeitet wie am Bau störarmer Stirlingmaschinen für Temperaturen bis herab zu 2 Kelvin im Rahmen eines Transmitzentrums.

Im Bereich der experimentellen Grundlagenforschung, sowohl präparativ als auch bei der Anwendung und Weiterentwicklung von Charakterisierungsmethoden besteht eine fruchtbare Zusammenarbeit mit den Partnerinstituten der Materialwissenschaften an der JLU und in Verbundaktivitäten mit hessischen Institutionen, die es erlaubt eine Vielzahl experimenteller Methoden zu nutzen sowie mit weiteren spezialisierten Partnern. Gemeinsam mit Theorie-Instituten werden komplexere Modellvorstellungen entwickelt und experimentell verifiziert.