Servicenavigation

Detailseite

Zurück

Projekt Druckansicht

SFB 1415:  Chemie der synthetischen zweidimensionalen Materialien

Fachliche Zuordnung Chemie
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Physik
Förderung Förderung seit 2020
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417590517
 
Zweidimensionale Materialien (2DM) entwickelten sich im letzten Jahrzehnt zu einem populären Themengebiet und offerieren ein großes Anwendungspotential, z. B. in der Elektronik. 2DM sind niederdimensionale Materialien von ein- bis wenigen Schichten (≤10 Schichten) mit hoher struktureller Präzision auf atomarer/molekularer Ebene. Sie zeichnen sich durch nanoskalige Dicke in einer Dimension und "unendlicher" Größe in den anderen beiden Dimensionen aus. Zudem weisen geschichtete 2DM eine starke innere aber eine schwache äußere Bindung auf. Eine der größten Herausforderungen ist die Synthese von 2DM mit hoher Strukturkontrolle auf atomarer/molekularer Ebene. Dieser Sonderforschungsbereich (SFB) zielt auf die kontrollierte „Bottom-up“-Synthese neuer synthetischer 2DM mit hoher struktureller Definition, wobei zwei Synthesewege priorisiert werden: 1) Synthese von kristallinen, geschichteten 2DM, gefolgt von deren Exfolierung zu dünnen Nanoblättchen; 2) direkte Synthese von ein-/mehrschichtigen 2DM mittels lösungsbasierten Aufbaus aus molekularen Vorläufern, oberflächen- und grenzflächenunterstützten Synthesen. Die zweite Strategie beinhaltet Atomlagenabscheidung und Oberflächensynthese. Die zu entwickelnden organischen und anorganischen 2DM sowie deren Hybridstrukturen umfasst organische 2D Polymere (2DP), 2D kovalente organische Gerüste (COFs), 2D metallorganische Gerüste (MOFs, MOFene), anorganische 2D topologische Isolatoren (TIs), 2D Übergangsmetalldichalkogenide (TMDCs), 2D Nanoplättchen (NPLs), 2D geschichtete organische Metallhalogenide (OMHs) sowie 2D van der Waals Heterostrukturen (vdWHs). Ferner fokussieren wir uns auf in-situ und ex-situ spektroskopische, mikroskopische und diffraktive Charakterisierung, um Morphologie, Zusammensetzung, Struktur, Kristallinität, Defekte und Korngrenzen zu analysieren und die Reaktionsmechanismen der 2DM zu überwachen, und deren Oberflächen-/Kantenfunktionalisierung und physikalisch-chemische Eigenschaften zu untersuchen. Der dritte Schwerpunkt ist die theoretische Überprüfung der chemischen und physikalischen Phänomene von 2DM mittels theoretischer Methoden und Modelle sowie die Vorhersage der Entstehung von 2DM und ihrer physikalischen-chemischen Eigenschaften. Der theoretische Beitrag wird Verständnis für Struktur, molekulare Anordnung und Interaktion in Lösung oder an der Oberfläche (oder Grenzfläche), Wachstumsmechanismen und dem Einfluss von Gittertopologien, Defekten und Dehnungseffekten auf die optischen, elektronischen, mechanischen, katalytischen und Transporteigenschaften von 2DM vermitteln. Insofern werden drei Forschungsbereiche etabliert, welche die A) Materialsynthese, B) Struktur- & Eigenschaftscharakterisierung und C) Theorie verbinden. Neben den Forschungsprojekten bietet das Integrierte Graduiertenkolleg 2D Materialien Doktoranden eine zusätzliche Aus- und Weiterbildung in interdisziplinären Kompetenzen, um ihre Qualifikationen weiterzuentwickeln und sie beim Karriereaufbau zu unterstützen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Dresden
Beteiligte Hochschule Universität Ulm
 
 

Zusatzinformationen

© 2024 DFG Kontakt / Impressum / Datenschutz

Textvergrößerung und Kontrastanpassung