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FOR 520: Ferroische Funktionselemente: Physikalische Grundlagen und Konzepte
Fachliche Zuordnung
Physik
Informatik, System- und Elektrotechnik
Informatik, System- und Elektrotechnik
Förderung
Förderung von 2003 bis 2009
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470500
Ziel ist, ferroische Systeme mit neuartigen Funktionen grundlegend zu studieren, zu modellieren und auch beispielhaft einzusetzen. Hierbei sollen ferroische Materialeigenschaften, d.h. ferroelektrische, ferromagnetische oder gekoppelte ferroelektrisch-ferromagnetische Funktionalität, ausgenutzt werden. Ferroika sind Materialien, deren Symmetrie entweder durch Temperatur oder Druck verändert werden kann. Dazu zählen sowohl die ferromagnetischen als auch die ferroelektrischen Systeme. Seit einigen Jahren ist zu beobachten, dass sowohl ferroelektrische als auch ferromagnetische Materialien zunehmend an Bedeutung gewinnen. Dies hängt sowohl mit den außergewöhnlichen Eigenschaften dieser Materialklassen als auch mit den wachsenden Möglichkeiten der reproduzierbaren Herstellung dieser Materialien als Dünnschicht zusammen. Während ferroische Systeme auch in Form von Volumenkristallen für Anwendungen in der Optik oder Optoelektronik zunehmend an Bedeutung gewinnen, sind es doch die Dünnschichteigenschaften und die daraus resultierenden Anwendungen in mikroelektronischen Strukturen und Bauelementen, welche aktuell den Trend hin zum Einsatz ferroischer Funktionen bestimmen: Speicher, Schalter, Wellenleiter, Aktuatoren und Sensoren, etc. nutzen die temperatur- und druckabhängigen ferroischen Eigenschaften aus. Die Vielfalt der physikalischen Eigenschaften der Ferromagnetika und Ferroelektrika ist außergewöhnlich groß, und es gibt ein breites Einsatzfeld, das es erst noch zu erschließen gilt. Funktionselemente aus kombiniert ferroelektrisch/ferromagnetisch aufgebauten Dünnschichten existieren überhaupt noch nicht, erscheinen aber nach ersten experimentellen Versuchen als sehr aussichtsreich. Um das Zusammenspiel ferroischer Systeme im Sinne ferroelektrischer und ferromagnetischer Wirkprinzipien zu verstehen, will die Forschergruppe durch das gezielte Studium der experimentellen und theoretischen Gegebenheiten eine physikalische Grundlage erarbeiten, aus der neue Konzepte für intelligente funktionelle Systeme, basierend auf ferroischen Systemen, abgeleitet werden können. Das Besondere besteht darin, dass durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren eine ideale Voraussetzung für das Auffinden solcher Innovationen gegeben ist. Damit ist eine natur- und ingenieurwissenschaftliche Durchdringung und Betrachtung der ferroischen Funktionssysteme realisierbar.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Projekte
- Einkomponentige Multiferroika: Synthese und physikalische Eigenschaften (Antragsteller Hemker-Heß, Christian )
- Elektronenemittierende Perowskit-Spitzen für innovative Materialanalysen (Antragsteller Eng, Lukas M. ; Gerlach, Gerald )
- Elektronenemittierende Perowskit-Spitzen für innovative Materialanalysen (Antragsteller Gerlach, Gerald )
- Grenz- und Oberflächen von ferroischen Schichten (Antragstellerin Gemming, Sibylle )
- Identifikation funktionsrelevanter elektronischer Zustände an inneren Grenzschichten perowskitischer Strukturen (Antragsteller Grafström, Stefan )
- Identifikation funktionsrelevanter elektronischer Zustände an inneren Grenzschichten perowskitischer Strukturen (Antragsteller Grafström, Stefan )
- In-situ-Aufklärung der strukturellen Nah- und Fernordnung sowie gezielte nasschemische Phasensysteme perowskitverwandter Schichtsysteme (Antragsteller Meyer, Dirk Carl )
- Magnetische Übergangsmetallschichten auf Piezosubstraten (Antragstellerinnen / Antragsteller Gemming, Sibylle ; Richter, Manuel )
- Makroskopisch und nanoskopisch induzierte selbstorganisierende Strukturentwicklung an Perowskit-Metall-Grenzschichten (Antragsteller Pompe, Wolfgang )
- Piezoelektrisch steuerbare Magnete und Magnetowiderstände (Antragstellerin Dörr, Kathrin )
- Piezoelektrisch steuerbare Magnete und Magnetowiderstände (Antragstellerin Dörr, Kathrin )
- Resistiver Schalter / Sensor mit ferromagnetischen Manganaten (Antragstellerin Dörr, Kathrin )
- Strukturelle und elektrische Charakterisierung ferroelektrischer Materialien mittels Elektronenmikroskopie und -holographie (Antragsteller Lichte, Hannes )
- Zentralantrag auf Gewährung von Vortrags- und Gästemitteln sowie Mitteln zur Organisation von Workshops (Antragsteller Eng, Lukas M. )
Sprecher
Professor Dr. Lukas M. Eng