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… sind Grundlage moderner Hochtechnologien, z.B.
- erneuerbare Energien: Solarzellen, … - Mobilität: Batterien, Brennstoffzellen, Magnete, … - IT: Datenprozessierung / -speicherung "beyond silicon"
gesucht: Materialien mit neuen, maßgeschneiderten Eigenschaften
Quantum Materials (QuMat) - Neue Materialien und Bauelemente
Materials
Quantum … Physik / Chemie
bestimmt die elektronischen/magnetischen/optischen Funktionalitäten
grundlegendes Verständnis quantenmechanischer Eigenschaften (20. Jhdt)
gezielte Nutzung / Kontrolle / "rational design" (21. Jhdt.)
Prof. Dr. R. Claessen Physikalisches Institut
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HgTe/HgCdTe QW Atomketten Au/Ge(001)
LaAlO3
SrTiO3
vom Quantenmaterial …
topologische Isolatoren Oxid-Elektronik korrelierte Elektronensysteme
… zur Nanoelektronik
schnellere Computer Spintronik
Quantum Computing schaltbare Magnete und Supraleiter
SFB1170 ToCoTronics
z.B. DFG-Sonderforschungsbereich Topological and correlated electronics
at surfaces and interfaces
21 + 3 Projekte ca. 80 Wissenschaftler/innen
3 Mio. € p.a.
QuMat – Kooperative Forschungsprojekte
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CNC z.B. Center for Nanosystems Chemistry gegründet 2010 an der Universität Würzburg
Arbeitsfelder des CNC Selbstassemblierte
Nanostrukturen
H2O H2 & O2
⇒ Solare Brennstoffe durch artifizielle Photosynthese
Organische Festkörper & Grenzflächen
Polymer- und Kolloidchemie
⇒ Organische Transistoren, Solarzellen, Sensoren
⇒ Supramolekulare Polymere
2011: Bayerisches Key Lab im Energieforschungsprogramm
2016: Key Lab des Bayerischen Polymerinstituts
QuMat – Forschungszentren und -infrastruktur
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QuMat – interdisziplinäre Forschungsstruktur
DFG-Netzwerke: FOR1162, FOR1487, FOR1807, SFB 1170, FOR1809, GRK 2112
Leibniz-Preise (DFG): Braunschweig, Molenkamp
ERC Grants: Braunschweig, Mitric, Molenkamp, Thomale
GLLN nanostructures
ITI topol. insulators
RCCM nanoanalytics
CNC nanochemistry
ICB boron chemistry
CHEMIE: > 10 Forschungsgruppen
im QuMat-Bereich
PHYSIK:
> 10 Forschungsgruppen im QuMat-Bereich
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Center for Quantum Materials @JMU (Exzellenzinitiative 2017/18)
QuMat – Kohärenz und Nachhaltigkeit
DFG-Netzwerke: FOR1162, FOR1487, FOR1807, SFB 1170, FOR1809, GRK 2112
Leibniz-Preise (DFG): Braunschweig, Molenkamp
ERC Grants: Braunschweig, Mitric, Molenkamp, Thomale
GLLN nanostructures
ITI topol. insulators
RCCM nanoanalytics
CNC nanochemistry
ICB boron chemistry
Thin Film Epitaxy
Quantum Transport
Nano-photonics
Spectroscopy
Theory
Molecular Synthesis
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QuMat – Wirtschaftliche Bedeutung?
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QuMat – Wirtschaftliche Bedeutung?
Beispiele von Kooperationen mit Unternehmen:
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•Quantenphysik und -chemie für neue Materialien /neue Bauelemente schnellere Computer effizientere Solarzellen leistungsfähige Mikrosensorik … • Langfristiges Potential für Industriekooperationen,
Spin-offs und Ausgründungen (vgl. Nanoplus) • Expertise & Infrastruktur für Nanoanalytik und Materialcharakterisierung
(auch als Serviceleistung) • Exzellent ausgebildete Materialwissenschaftler/Physiker/Chemiker/Innen
Quantum Materials (QuMat) - Neue Materialien und Bauelemente
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