Nanotechnologien und Neue Materialien (NNM)

Überblick

Nanotechnologie beschäftigt sich mit dem Design von kleinsten funktionalen Materialien, Strukturen und Systemen. Nanotechnologische Forschung bedeutet deswegen das kontrollierte Manipulieren von Nanostrukturen und die Integration davon in größere Materialien und Systeme. Die Nanotechnologie wird allgemein als eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts angesehen. Sie hat ein breites Anwendungsspektrum z.B. in der Kommunikationstechnologie, der Medizin oder der Entwicklung von Ressourcen schonenden Werkstoffen.

Die mechanischen, optischen, magnetischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften dieser kleinsten Strukturen hängen nicht allein von der Art des Ausgangsmaterials ab, sondern in besonderer Weise von ihrer Größe und Gestalt. Nanomaterialien mit gleicher Zusammensetzung aber unterschiedlicher Morphologie können sich völlig anders verhalten können. Daher werden in dieser Vertiefungsrichtung nicht nur die modernen Synthesemöglichkeiten diskutiert, sondern vor allem die Struktur und Dynamik solcher neuen Materialien und ihrer Bausteine und die physikalischen Ursachen hierfür analysiert.

Eine wichtige Rolle nehmen dabei  hochmoderne Spektroskopiemethoden, vor allem auch mit Synchrotronstrahlung, ein. Voraussetzung für die Weiterentwicklung der Nanotechnologie ist das Verständnis der Einsatzmöglichkeiten der einzelnen Bausteine der Materie und  der Selbstorganisation dieser Bausteine. Der Natur nachempfundene Verfahren werden deswegen ebenfalls besprochen.

Kernthemen

  • experimentelle und theoretische Grundlagen der Nanotechnologie
  • Untersuchungsmethoden der Struktur und Dynamik
  • Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichtssynthese
  • Nanostrukturierte Materialien
  • Biomaterialien
  • Oberflächennanotechnologie
  •  Quanteneffekte in Nanostrukturen
  • Plasmaphysik und -diagnostik
  • Modellierung

Eine detaillierte Übersicht der Module befindet sich im  Modulhandbuch.

Verknüpfungen

Die Vertiefungsrichtung Nanotechnologie und Neue Materialien verbindet die fachlich-theoretischen Konzepte eines vollwertigen Physikstudiums mit dem Zukunftsfeld der Nanowissenschaften. Sie ist dementsprechend eng mit den Vertiefungsrichtungen Moleküle, Cluster und Plasmen und Photonik verknüpft.