SFB 1073: Kontrolle von Energiewandlung auf atomaren Skalen
Coordinator
Professor Dr. Christian Jooss
Grant period
2013 - 2025
Funding body
Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG
Identifier
G:(GEPRIS)217133147
Note: Das übergeordnete Ziel des SFB 1073 ist das Verständnis und die Kontrolle der elementaren Schritte der Energiekonversion in Materialien mit abstimmbaren Anregungen und Wechselwirkungen. Unsere Studien konzentrieren sich auf neue Materialsysteme und Konversionsprozesse, die für zukünftige Anwendungen in der Energiekonversion und -speicherung vielversprechend sind, sich aber noch im Frühstadium der wissenschaftlichen Forschung befinden. Der SFB ist damit eine grundlagen-orientierte Forschungsinitiative physikalischer und chemischer Forschungseinrichtungen, die zum mikroskopischen Verständnis von Anregungen, Thermalisierung und Umwandlungsschritten auf atomaren Skalen beiträgt.Um Energieumwandlungsschritte kontrollieren zu können, verwenden wir Materialsysteme, deren Anregungsspektren und Wechselwirkungen im angeregten Zustand durch Materialdesign oder aktive Kontrolle beeinflussbar sind. Wir haben drei verschiedene Arten von elementaren Umwandlungsschritten ausgewählt, entlang derer wir unsere Projekte in drei Themenbereichen (A, B, C) so ausgerichtet haben, dass sie die gesamte Energiewandlungskette abbilden: Steuerung der Dissipation (A), Umwandlung optischer Anregungen (B) und photonen- und elektronengetriebene Reaktionen (C). In der ersten CRC-Periode demonstrierten wir strukturelle und aktive Kontrolle in verschiedenen abstimmbaren Materialsystemen mittels einer Reihe von hochentwickelten atomar auflösenden, ultraschnellen, spektroskopischen und theoretischen Methoden. In der zweiten SFB-Periode konzentrierten wir uns auf die vielversprechendsten Systeme, d. h. komplexe Oxide, zweidimensionale Systeme und molekulare Metallkomplexe, in denen wir mehrere wissenschaftliche Durchbrüche erzielt haben. In allen drei ausgewählten Materialsystemen kann durch Kontrolle stark korrelierter Phasen und hoch korrelierter Anregungen ein großer Einfluss auf die Wege und Wirkungsgrade der Energieumwandlung nachgewiesen werden.In der im Juli 2021 beginnenden dritten SFB-Periode wollen wir das neue Paradigma der Kontrolle der Energieumwandlung durch abstimmbare Korrelationen ausarbeiten. Dazu werden wir in der zweiten Periode identifizierten Beispiele für Kontrolle durch Korrelationen weiter untermauern, um ein kohärentes und prädiktives Bild der Energieumwandlung in Materialsystemen mit stark korrelierten Anregungen zu schaffen. Aus diesem umfassenden Verständnis der Mechanismen sollen wissenschaftliche Leitfäden für die Entwicklung neuartiger technologischer Anwendungen und Lösungen entstehen.
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