Nanoskalige multifunktionale Oxide:

Die Entstehung neuartiger Eigenschaften durch Grenzflächen. 

Komplexe Übergangsmetall-Oxide zeigen eine große Vielfalt von faszinierenden exotischen Eigenschaften wie Magnetismus, Hochtemperatursupraleitung oder Isolator-Metall-Übergänge. Insbesondere unter Anregung fernab vom Gleichgewicht entstehen dynamische Zustände, die noch wenig verstanden sind. Diese sind durch das subtile Wechselspiel (Korrelationen) zwischen elektronischen, Spin- und Gitterfreiheitsgraden sowie den Defektstrukturen bestimmt.
Nanostrukturen und Grenzflächen in diesen Materialien ermöglichen dabei die Herausbildung neuartiger und steuerbarer Materialeigenschaften, die unter anderem für die elektronische Datenspeicherung und für die Energiewandlung von großem Interesse sind. In der Arbeitsgruppe verfolgen wir dabei folgende grundlegende Fragestellungen:

  • Was bestimmt in komplexen Oxiden die atomare und elektronische Struktur von Grenzflächen und damit auch die Entstehung neuartiger Eigenschaften?
  • Wie können Mechanismen der Energiewandlung in stark korrelierten nanoskaligen Oxiden verstanden und nutzbar gemacht werden?
  • Welche Verfahren eignen sich zum Design von Grenzflächen und Nanostrukturen in komplexen Oxiden auf atomarer Skala?
Zur Beantwortung dieser Fragen werden unter anderen neue Verfahren der in-situ Charakterisierung in Elektronenmikroskopen entwickelt und eingesetzt. Sie beinhalten elektrische, optische, thermische und chemische Stimulation, z.B. in einem Environmental Transmissions-Elektronenmikroskop (E-TEM). Diese Verfahren erlauben die Untersuchung komplexer Materialien unter realen Bedingungen, d.h. im Nichtgleichgewicht und unter externen Stimuli. Diese Fähigkeiten sind eine grundlegende Vorrausetzung für die Weiterentwicklung bisher bewährter Ansätze der Materialphysik in Methode und Theorie.


Interesse geweckt?

Wenn Sie Fragen zu unserer Forschung, zu Praktika, Bachelor und Masterarbeiten haben, wenden Sie sich bitte per Email an Prof. Dr. Christian Jooß. Gerne beantworten auch die Mitglieder der Arbeitsgruppe Ihre Fragen.

Textfeld:

Neuerscheinung

Selbstorganisation der Materie


   





Selbstorganisationsprozesse bestimmen die Herausbildung von komplexen Strukturen, nicht nur in der Physik der kondensierten Materie. Ihr Verständnis ermöglicht auch einen neuartigen Blickwinkel auf unverstandene Probleme und Krisen in anderen Bereichen der Physik.
Verlag Neuer Weg (2017)