Experimentalphysik II - Forschung
Forschungs-Profil
Übergangsmetalloxide bilden einen Schwerpunkt unserer Forschung, da sie aufgrund ihrer vielfältigen physikalischen Eigenschaften von hohem grundlegenden und anwendungsbezogenen Interesse sind.
Viele dieser Verbindungen sind elektronisch korreliert und zeigen in Abhängigkeit von Temperatur, Druck oder Dotierung interessante Eigenschaften wie Hochtemperatur-Supraleitung, Metall-Isolator Übergänge oder "kollosalen" Magnetwiderstand.
Die dahinterstehenden physikalischen Mechanismen sind seit Jahrzehnten Gegenstand experimenteller und theoretischer Forschungen.
Dennoch sind die grundlegenden Wechselwirkungen oft immer noch nicht im Detail verstanden.
Die Arbeiten des Lehrstuhls konzentrieren sich auf das Gebiet der elektronischen, magnetischen und strukturellen Eigenschaften der Übergangsmetalloxide. Die Verbindungen werden in Form dünner Schichten, einkristalliner und polykristalliner Volumenproben sowie nanokristalliner Partikel untersucht.
Grundlagenforschung
-
Faserverstärkte Materialien
Faserverstärkte Materialien sind zukunftsträchtige Verbundwerkstoffe aufgrund ihrer überdurchschnittlichen mechanischen Eigenschaften, dem großen Potential im Leichtbau und Möglichkeit zur Integration von Funktionen. -
Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Ultraschallmikroskopie und Schallemissionsanalyse können bei hybriden Werkstoffen zur zerstörungsfreien Diagnose eingesetzt werden. Bei beschichteten Faserverbundwerkstoffen konnten über Mustererkennungsverfahren einzelne Schädigungen getrennt und Festigkeitswerte unterschiedlicher Beschichtungen verglichen werden. -
Präparation und Charakterisieriung von Nanopartikeln
Nanostrukturierte Materialien zeigen größenabhängige elektronische, optische, chemische und magnetische Eigenschaften. Zur Untersuchung dieser Eigenschaften ist es notwendig, Nanopartikel in einer möglichst homogenen Größenverteilung herzustellen. -
Supraleitender Proximity Effekt in Supraleitenden/Ferromagnetischen (S/F) Nanolagen
Singlet Supraleitung und Ferromagnetismus können normalerweise nicht koexistieren, da die Supraleitung die Elektronenspins antiparallel ausrichtet um Cooper Paare zu bilden, während der Ferromagnetismus die Elektronenspins parallel ausrichtet. Fulde-Ferell und Larkin-Ovchinikov (FFLO) berechneten unabhängig voneinander, dass die Supraleitung auf einem ferromagnetischen Hintergrund existieren kann, aber nur mit einem von Null verschiedenen Impuls der Cooper Paare. Diese FFLO ähnliche Paarung kann in S/F Nanolagen erzeugt werden, welche zu einer Fülle von neuen physikalischen Effekten führt, wie die Oszillation der kritischen Temperatur mit zunehmender ferromagnetischer Schichtdicke oder die Auslöschung und der Wiedereintritt der Supraleitung durch eine Interferenz der supraleitenden Wellenfunktion. -
Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM)
Transmissions-Elektronen-Mikroskopie in Verbindung mit energiedispersiver Röntgenanalyse (EDX) und Elektronenenergie-Verlustspektroskopie (EELS) wird zur Strukturabbildung und chemischen Analyse auf nm-Skala eingesetzt. -
Elektronische Transporteigenschaften von Materialien bei tiefen Temperaturen und hohem Druck
Messungen des elektrischen Widerstands, des Hall Effekts und des Seebeck Effekts werden im Temperaturbereich von 0.008 K bis 350 K und in Magnetfeldern bis zu 17 T durchgeführt. Der elektrische Widerstand kann bei externen Drücken, durch die z.B. ein Metall-Isolator-Übergang induziert werden kann, bis zu 25 GPa gemessen werden. -
Einkristallzucht von Metalloxiden und -sulfiden
Einkristalle werden mit verschiedenen Methoden wie chemischem Transport oder Flussverfahren hergestellt und mittels Röntgendiffraktion und magnetischen Suszeptibilitäsmessungen charakterisiert -
Präparation dünner Schichten
Metalloxide in Form dünner Schichten werden mittels Spraypyrolyse oder Verdampfung präpariert und anschließend mit Methoden wie Raster-Elektronen-Mikroskopie (REM) oder Raster-Kraft-Mikroskopie (AFM) charakterisiert. -
Elektronische und strukturelle Eigenschaften von Oberflächen
Oberflächen von Einkristallen und Filmen werden mit Methoden wie Photoelektronen-Spektroskopie und Rasterkraft-Mikroskopie auf ihre Beschaffenheit hin untersucht.
Fördereinrichtung Titel Laufzeit DFG Study of the Superconducting Proximity Effect Spin-Wave Phenomenon in Superconductor/Ferromagnet Nanolayered Structures 2010-2012 DFG (SFB 484) Untersuchung zeitlicher und räumlicher Korrelationen mittels Neutronen- und Röntgenstreuung 2006-2009 DFG (SFB 484) Elektronische Transporteigenschaften in der Nähe von Metall-Isolator-Übergängen 2006-2009
-
Angewandte Forschung
In Zusammenarbeit mit verschiedenen Unternehmen und dem "Anwenderzentrum Material- und Umweltforschung" führen wir Forschungsprojekte im Bereich der Angewandten Forschung aus.
Folgende Tabelle beinhaltet die zur Zeit aktuellen und beendeten Drittmittelprojekte:Fördereinrichtung Titel Laufzeit BMBF, Spitzenclusterwettbewerb MAI Carbon: Carbon Composites - Schlüsseltechnologie für Deutschland 2012-2017 Bayerische Forschungsstiftung CFK/Metall-Mischbauweisen im Maschinen- & Anlagenbau - FORCIM3A 2011-2014 Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (Forschungsprogramm "BayernFIT") ISAR – Innovativer Spinformprozess für hochfeste Aluminiumlegierungen und Rührreibschweißtechnik 2010-2013 Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (Forschungsprogramm "BayernFIT") ComBo - Effiziente Fertigungstechnologie fur Composite Boostersegmente 2010-2013 Bundesminist. f. Wirtschaft u. Technologie (Forschungsprogramm "LuFo IV-2") Entwicklung einer luftfahrtspezifischen Carbonfaser und der zugehörigen Halbzeuge 2008-2012 Bayer. Staatsminist. f. Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr, Technologie (Forschungsprogramm "Neue Werkstoffe") Schalldämpferkorrosion - Korrosionsminderung in Schalldämpfern durch Oberflächenbehandlung von Werkstoffen 2008-2011 Bayer. Staatsminist. f. Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr, Technologie (Forschungsprogramm "Neue Werkstoffe") Mehrstufige Verfahren zur Herstellung von CFK-Integralstrukturen 2008-2010 Freistaat Bayern, vertr. d. d. Staatsministerium f. Umwelt, Gesundheit u. Verbraucherschutz (EU 46) Korrosion in Anlagen zur thermischen Abfallbehandlung - Weiterentwicklung und Optimierung einer online Korrosionssonde 2007-2009 Bayerische Forschungsstiftung (FOROXID) Untersuchung von Grenzflächenreaktionen in Metalloxid-Glas- und Metall-Glas-Grenzflächen 2006-2008 Bayer. Staatsminist. f. Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr, Technologie (Forschungsprogramm "Neue Werkstoffe") Optimierung der Grenzfläche Bipolarplatte / leitfähige Beschichtung für serientaugliche PEFC Bipolarplatten 2006-2008 Freistaat Bayern, vertr. d. d. Staatsministerium f. Umwelt, Gesundheit u. Verbraucherschutz (EU 16-19) Korrosion in Anlagen zur thermischen Abfallbehandlung - Entwicklung eines Online-Sensor-Arrays zur Erfassung von Zuständen erhöhter Korrosion
Korrosion in Anlagen zur thermischen Abfallbehandlung - Entwicklung und Betrieb einer online Korrosionssonde2003-2007
