FOR 522:  Architektur von nano- und mikrodimensionalen Strukturelementen

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Biologie
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470540

Zukünftige Anwendungen in der Nanomechanik, Sensorik, Photonik und Elektronik erfordern eine neuartige Architektur von Mikro- und Nanostrukturen, die zunächst als Einzelelement, später auch als Netzwerk, den zur Verfügung stehenden, dreidimensionalen Raum voll nutzen. Hierdurch entstehen neue Freiheitsgrade beim Design, z.B. bezüglich des Verspannungsmanagements und der Konnektierbarkeit. Diesen Ansatz wollen wir verfolgen und die Herstellung von Nano- und Mikro-Säulen, -spiralen, -röllchen, -zylindern und ähnlichen Strukturen studieren, die mit neuartiger Funktionalität Grundbausteine für die genannten Anwendungen sind.Die von uns angestrebten Strukturen sollen konstruktiv im Raum gestaltet werden. Sie sollen mit geringem Aufwand an Strukturierungstechnologie, die Prinzipien von Selbstaufbau (self-assembly) oder gesteuertem Selbstaufbau (directed self-assembly) nutzend, erzeugt werden. Dieser "bottom-up"-Ansatz ermöglicht es, qualitativ neuartige Strukturen (und die mit ihnen verknüpfte Funktionalität) herzustellen, die durch künstliche Strukturierung ("top-down"-Ansatz) grundsätzlich nicht zu erreichen sind, z.B. spiralige oder konzentrische Strukturen oder Strukturen mit extremen Aspektverhältnis.Die von uns erzeugten Strukturen unterscheiden sich fundamental von den zurzeit ausgiebig untersuchten Nanopartikeln oder Clustern einfacher Form und mesoskopischen Inhomogenitäten und Nanostrukturen, die zumeist planar in eine feste Matrix (Halbleiterquantenpunkte) oder in eine flüssige Matrix (kolloidale Quantenpunkte) eingebettet sind. Die komplexe, dreidimensionale Formgestaltung unserer Einzelelemente, die auch Krümmungen beinhalten kann, führt zu neuartigen, anders nicht zu erreichenden, geometriebestimmten Eigenschaften, die sich von denen meso- und makrodimensionaler Volumenmaterialien und denen eingebetteter Schicht-, Faden- oder Punktstrukturen unterscheiden. Die Forschergruppe zielt auf die Exploration von räumlich konstruierbaren Strukturelementen im Mikro- und Nanokosmos. Der genaue Größenmaßstab der Strukturen ist korreliert mit den angestrebten Eigenschaften und der damit verbundenen Funktionalität, z.B. Elektronen-Confinement, Wechselwirkung mit Photonen oder Phasenstabilität.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• 3D-Ionenstrahlanalytik zur morphologischen und stofflichen Charakterisierung nano- und mikrodimensionaler Strukturbauelemente und Ionenstrahl-Micromachining (Antragsteller Butz, Tilman )
• A III B V-Nanodrähte und -Nanorollen (Antragsteller Gottschalch, Volker )
• Eindimensionale Heterostrukturen und Nanorasen (Antragsteller Grundmann, Marius )
• Herleitung effektiver Theorien für atomistisch dünne Röhren und Schichten (Antragsteller Müller, Stefan )
• Konstruktive Darstellung von dreidimensionalen periodischen Nanostrukturen durch Ionenstrahl-gestützte Abscheidung (Antragsteller Rauschenbach, Bernd )
• Koordinatorprojekt (Antragsteller Grundmann, Marius )
• Laterales optisches Konfinement mikroskopischer Resonatoren (Antragsteller Gottschalch, Volker )
• Optische Resonanzen in Mikro- und Nanozylindern mit Bragg-Reflektoren (Antragsteller Rheinländer, Bernd )
• Substratgebundene Nanostrukturen durch Diffraktionsmaskenprojektions-Laserablation (Antragsteller Höche, Thomas )
• Synthese und Charakterisierung eindimensionaler Ferroelektrika mit Perowskitstruktur (Antragsteller Böttcher, Rolf )
• Synthese und Charakterisierung von thermoelektrischen Multischicht-Nanostäben von Pb-Bi-(S, Se, Te)-Verbindungen (Antragsteller Bente, Klaus ;  Nielsch, Kornelius )
• Zentralprojekt (Antragsteller Grundmann, Marius )
• Zylindrisch-lamellare Mikrogefügeübergänge und Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Kylindrit, FeSn4Pb3Sb2S14 (Antragsteller Bente, Klaus )

• Sprecher: Professor Dr. Marius Grundmann