Extrem verzerrte Nano- und Mikrodrähte

• Antragsteller: Professor Dr. Marius Grundmann
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198781709

Nano- und Mikrodrähte können durch mechanische Verbiegung lokal extrem große uniaxiale Spannung aufweisen. Die Verzerrung entlang der Drahtachse kann (außen und innen) voraussichtlich über ±15% aufweisen. Optische Eigenschaften, und damit bandkantennahe Zustände und Gitterschwingungen, sollen für bisher experimentell nicht zugängliche Bereiche extrem großer und auch positiver (tensiler) Verzerrung untersucht werden. Die Materialqualität der als Modellsystem untersuchten ZnO Nano- und Mikrodrähte soll für größtmögliche Bruchfestigkeit optimiert werden, um möglichst große Verzerrungen zu erreichen. Nanodrähte (Durchmesser d etwa 40-400 nm) sollen mittels gepulster Laserdeposition, Mikrodrähte (d größer als 400 nm) mittels carbothermaler Verdampfung hergestellt werden. Gebogene Drähte ermöglichen an ihrem äußeren Radius überhaupt die Untersuchung von Materialien bei tensiler Spannung, die Druckexperimenten prinzipiell unzugänglich ist. Es sollen mittels ortsaufgelöster Raman- und Photolumineszenz-Spektroskopie Phonon- und optische Deformationspotentiale bestimmt werden, wobei insbesondere Nichtlinearitäten bezüglich der Verzerrung und Asymmetrien bezüglich tensiler und kompressiver Verzerrung untersucht werden sollen. Daten für verschieden große Verzerrungen können durch ortsaufgelöste Messung an einem Draht konstanten Durchmessers mit verschiedener lokaler Krümmung und von Drähten verschiedenen Durchmessers und ähnlicher Krümmung gewonnen werden. Nach Etablierung der Methoden und Untersuchungen an reinen ZnO Nano- und Mikrodrähten sollen die Experimente auf den Einfluss des Einbaus von Dotierstoffen und einer Mischungslegierung ausgedehnt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen