DFG fördert die Erforschung von neuartigen Hybridmaterialien: Finanzierung des HU-Sonder­forschungs­bereichs 951 HIOS für weitere vier Jahre bewilligt

24. Mai 2019

DFG fördert die Erforschung von neuartigen Hybridmaterialien

Finanzierung des HU-Sonder­forschungs­bereichs 951 HIOS für weitere vier Jahre bewilligt

HIOS Logo, Screenshot aus dem HIOS-Film © SFB 951

Screenshot aus dem HIOS-Film © SFB 951

Der Sonderforschungsbereich 951 “HIOS – Hybrid Inorganic/Organic Systems for Opto-Electronics” (HIOS) wird erneut für weitere vier Jahre gefördert. Dies hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) auf ihrer diesjährigen Frühjahrssitzung in Bonn entschieden. Seit der Einrichtung des SFB 951 im Jahre 2011 stehen in dessen wissenschaftlichem Fokus neuartige Hybridmaterialien, die aus anorganischen Halbleitern, konjugierten organischen Molekülen und metallischen Nanostrukturen bestehen. Durch das Zusammenspiel dieser sehr unterschiedlichen Komponenten entstehen neue chemische und physikalische Eigenschaften, die verstanden, beherrscht und in prototypischen Bauelementen ausgenutzt werden sollen. Übergeordnetes Ziel ist es, neuartige opto-elektronische Funktionen im kleinstmöglichen Volumen zu verwirklichen. Dies könnte beispielsweise in hochfrequenten und vielfarbigen Lichtquellen und Sensoren oder in elektronisch und optisch multifunktionalen Bauelementen kommender Generationen der Informationstechnologie zur Anwendung kommen.

Ob es um Computer, Solarzellen oder auch Lichtquellen geht, die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit elektronischer und optischer Technologien wachsen ständig. So stellt der immer schnellere Zugriff auf immer größere Datenmengen – etwa in der opto-elektronischen Informationsvermittlung – eine immense Herausforderung dar. Herkömmliche Technologien stoßen mitunter bereits heute an ihre natürlichen Grenzen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im SFB HIOS suchen daher nach radikal neuen Ansätzen, um dieser Herausforderung zu begegnen: “Ein vielversprechender Lösungsansatz liegt in der Verschmelzung von weichen organischen Molekülen mit harten anorganischen Halbleitern und metallischen Nanostrukturen zu sogenannten Hybridsystemen”, erklärt HU-Physiker und HIOS-Sprecher Prof. Dr. Norbert Koch, der außerdem Mitglied im IRIS Adlershof ist und auch eine Arbeitsgruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie leitet.

“Wir erforschen daher bisher unbekannte Prozesse des ‘Amalgamierens’ der Einzelmaterialien, um so ihre jeweiligen Stärken ausnutzen und Schwächen kompensieren zu können”, so Koch. “In den vergangenen Jahren haben wir die grundlegenden chemischen, elektronischen und photonischen Wechselwirkungen, die sich aus der unterschiedlichen Natur der in HIOS kombinierten Komponenten ergeben, untersucht und umfassend verstanden. Darüber hinaus haben wir neuartige hybridisierte Quantenzustände und gekoppelte Anregungen an den anorganisch/organischen Grenzflächen entdeckt. In der kommenden Förderperiode werden wir in der Lage sein, hybride anorganisch/organische Systeme herzustellen, die nur wenige Nanometer groß sind, und wir somit das volle Potenzial von Metall-Nanostrukturen zur Verstärkung der Lichtabsorption und -emission ausnutzen können. Uns stehen wahrlich sehr aufregende Zeiten bevor!”

Im Ergebnis entstehen bessere und neuartige Funktionseigenschaften, die mit keinem der individuellen Konstituenten allein erreichbar wären. Mit neuen Funktionsweisen eröffnen sich auch neue Anwendungsperspektiven, vor allem im Hinblick auf Multifunktionalität sowie ressourcenschonende Herstellung und energieeffizienten Betrieb verschiedenster opto-elektronischer Bauelemente im Nanobereich. Funktionalitäten der avisierten ultra-kompakten Bauelemente umfassen Lichtemission und -detektion mit höchster Modulationsfrequenz, vielfältig kontrollierbare Quantenemission, lokale Chiralitätsmessung, elektronische und optische Multifunktionalität, und sogar die Emulation von Synapsen und Neuronen ist nun in Reichweite.

HIOS bringt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlichster Disziplinen zusammen, die in 20 wissenschaftlichen Teilprojekten gemeinsam an diesen Innovationen forschen. Als Gemeinschaftseinrichtung sind am SFB neben der Humboldt-Universität zu Berlin (dort die Institute für Physik und für Chemie sowie das IRIS Adlershof) als Sprecheruniversität, die freie Universität Berlin, die Technische Universität Berlin und die Universität Potsdam, sowie das Helmholtz-Zentrum für Materialien und Energie und das Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft beteiligt.

Weitere Informationen:

 

Kontakt:

Prof. Dr. Norbert Koch
Institut für Physik & IRIS Adlershof
Humboldt-Universität zu Berlin
Tel.: 030 2093-7819
norbert.koch@physik.hu-berlin.de

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