… 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

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

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

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

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

QuMat – Wirtschaftliche Bedeutung?

QuMat – Wirtschaftliche Bedeutung?

Beispiele von Kooperationen mit Unternehmen:

•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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