Tuning by materials' design or by active control


Unter "tuning" versteht man allgemein die gezielte Anpassung von physikalischen oder chemischen Eigenschaften an eine gewünschte Funktionalität. Das einfachste Beispiel für "tuning" ist die Dotierung von Halbleitern, wo man durch Veränderung der chemischen Zusammensetzung die elektrische Leitfähigkeit über Größenordnungen steigern kann. Eine Änderung der elektronischen und phononischen Eigenschaften kann man auch durch eine Reduktion der Dimensionalität, also durch den Übergang zu ein- oder zwei dimensionalen Strukturen erreichen. Durch Grenzflächen, z.B. die Grenzfläche zwischen zwei Materialien, kann man auch "tunen". Grenzflächen weisen häufig neue Funktionalitäten auf. Der Kontaktbereich zwischen n- und p-dotierten Materialien führt zur räumlichen Trennung von optisch induzierten Elektron-Loch-Paaren, eine Eigenschaft, die die beiden Materialien selber nicht aufweisen.
Bei komplexen, mehrstufigen Prozessen, wie die Energiewandlung, stößt das ?Tunen? durch die Materialwahl aber an Grenzen, da unterschiedliche Funktionalitäten involviert sind. Unter "active control" versteht man daher die selektive Steuerung einer Funktionalität durch eine externe Stimulanz. Mögliche Stimulanzen sind z.B. elektrische und magnetische Felder, Druck- oder Temperaturänderungen. Im Idealfall möchte man durch solche Felder dissipative Kanäle öffnen und schließen, um den Energiewandlungsprozess kontrollieren zu können.
Project B01