SFB 1415: Chemie der synthetischen zweidimensionalen Materialien
Coordinator
Professor Dr. Xinliang Feng ; Professor Dr. Thomas Heine
Grant period
2020 -
Funding body
Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG
Identifier
G:(GEPRIS)417590517
Note: Unsere Gesellschaft ist auf innovative Materialien angewiesen, die bei einer Vielzahl von technologischen Entwicklungen eine zentrale Rolle spielen. Zweidimensionale Materialien (2DM), niedrigdimensionale Nanomaterialien (< 10 Schichten) mit struktureller Präzision auf atomarer Ebene, sind aufgrund ihrer vielversprechenden Einsatzmöglichkeiten für diverse Bereiche von Interesse. Der Sonderforschungsbereich (SFB) widmet sich der Synthese neuartiger 2DM mit präzisen Strukturen auf atomarer/molekularer Ebene. In der ersten Förderperiode wurden Fortschritte erzielt in Bezug auf 1) die Synthesen von 2DM und geschichteten 2D Kristallen, 2) die Entwicklung von Charakterisierungsmethoden für die Besonderheiten von 2DM und 3) die Demonstration von kombinierten Experiment-Theorie-Methoden zur Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehung in 2DM. Trotz der Fortschritte bleiben kritische Fragen unbeantwortet, die in der zweiten Förderperiode durch die Entwicklung von Synthesen für 2DM und 2D van der Waals (vdW)-Heterostrukturen (HS), die Erforschung von Charakterisierungstechniken und die Weiterentwicklung der theoretischen Beschreibung angegangen werden sollen. Der Schwerpunkt wird sich auf das Verständnis und die Anpassung der funktionellen Eigenschaften von 2DM und 2D HS verlagern. Der SFB wird die Forschungsbereiche beibehalten, die A) Materialsynthese, B) Struktur- und Eigenschaftscharakterisierung und C) Theorie miteinander verbinden. Weiterhin wird sich der SFB auf zwei Synthesewege konzentrieren: 1) die “Bottom-up”-Synthese von geschichteten kristallinen 2DM, gefolgt von der Exfolierung zu dünnen Schichten und dem Zusammenbau zu 2D HS durch (elektro)chemische oder mechanische Methoden, und 2) die direkte Synthese von 2DM und 2D HS durch lösungsbasierte oberflächen- und grenzflächengestützte Synthesen. Ferner wird sich der SFB auf die Entwicklung von in-/ex-situ-Charakterisierungsmethoden zur Strukturanalyse und der physikalischen/chemischen Eigenschaften konzentrieren. Der SFB ist bestrebt, fortschrittliche theoretische Methoden und Modelle zu entwickeln, um die Bildung von 2DM sowie ihre chemischen/physikalischen Eigenschaften vorherzusagen. Theoretische Beiträge vermitteln Einblicke in die Struktur, die molekulare Anordnung und die Wechselwirkungen von 2DM und helfen den Einfluss von Gittertopologien, Defekten und Belastungseffekten auf die Eigenschaften zu klären. Das INF-Projekt ("Forschungsdatenmanagement") wird die systematische Verwaltung der Forschungsdaten verbessern, wobei die Daten zentral verarbeitet, verwaltet, mit Metadaten versehen, leicht ausgetauscht und in offenen Repositorien veröffentlicht werden sollen. Das MGK ("Integriertes Graduiertenkolleg 2D Materialien") wird weiterhin einen strukturellen Rahmen für die Studierenden in Bezug auf interdisziplinäre Kompetenzen und technische Fähigkeiten bieten (Weiterbildungen), um so ihre Qualifikationen zu verbessern und sie beim Aufbau einer erfolgreichen Karriere zu unterstützen.
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