Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Quantenmaterialien mit einzigartigen Merkmalen

05.06.2020

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist an dem neuen Sonderforschungsbereich/Transregio (SFB/TRR) „Elastisches Tuning und elastische Reaktion elektronischer Quantenphasen der Materie“ (ELASTO-Q-MAT) beteiligt. Dieser untersucht Quantenmaterialien, deren Eigenschaften sich durch elastische Verformung entscheidend verändern lassen. Federführend ist die Universität Frankfurt/Main. Standortsprecher am KIT ist Professor Jörg Schmalian. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Vorhaben in den kommenden vier Jahren mit rund zehn Millionen Euro.

„Ich beglückwünsche die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zu dieser Würdigung ihres spannenden Forschungskonzepts und freue mich auf die kommenden Ergebnisse ihrer Arbeit“, sagt Professor Oliver Kraft, Vizepräsident des KIT für Forschung.


ELASTO-Q-MAT befasst sich mit Quantenmaterialien, deren Eigenschaften sich durch elastische Verformung entscheidend verändern lassen. (Abbildung: SFB/TRR 288)

Abbildung: SFB/TRR 288

Im SFB/TRR 288 ELASTO-Q-MAT geht es um die neuartigen physikalischen Phänomene von Festkörpern, die sich aus einer besonders starken Kopplung zwischen den elastischen Eigenschaften des Materials und seinen elektronischen Quantenphasen ergeben.

Auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wollen die Forscherinnen und Forscher neue Quantenmaterialien mit außergewöhnlichen Merkmalen herstellen und das Anwendungspotenzial erschließen, das sich aus den Wechselwirkungen zwischen mechanischen und elektronischen Eigenschaften ergibt.

Die physikalischen Eigenschaften von Quantenmaterialien lassen sich nur mithilfe der Quantentheorie erklären – wie beispielsweise die Supraleitung, das heißt das Verschwinden des elektrischen Widerstands unterhalb einer kritischen Temperatur, der sogenannten Sprungtemperatur.

„Quantenmaterialien mit einfach stimmbaren elektronischen Eigenschaften bilden den Schlüssel für zukünftige Quantentechnologien“, erklärt Professor Jörg Schmalian, Leiter des Instituts für Theorie der Kondensierten Materie (TKM) des KIT, Topicsprecher am KIT-Zentrum Materialien und Co-Sprecher des neuen SFB/TRR ELASTO-Q-MAT.

Viele Materialien reagieren auf mechanische Verformung mit einer Veränderung ihrer elektronischen oder magnetischen Eigenschaften. So kommt es beispielsweise zu mechanisch induzierter Verdopplung von supraleitenden Sprungtemperaturen in bestimmten Oxiden oder zu neuartiger Ladungsordnung in Hochtemperatur-Supraleitern.

Manche Materialien weisen eine einzigartige Superelastizität mit wiederherstellbaren Dehnungen von beinahe 20 Prozent auf. „Um die zentralen Fragen für künftige Quantentechnologien anzugehen, können und müssen wir clevere experimentelle Tricks und elegante Quantenfeldtheorie verbinden“, erläutert Schmalian.

Am KIT ist der SFB/TRR ELASTO-Q-MAT im KIT-Zentrum Materialien angesiedelt, wobei alle beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auch Mitglieder des im Januar 2020 neu geschaffenen Instituts für Quantenmaterialien und -technologien (IQMT) sind.

Die Universität Frankfurt/Main ist im SFB/TRR 288 federführend; Sprecherin des Verbunds ist Professorin Maria Roser Valentí. Ebenfalls beteiligt sind die Universität Mainz sowie das Max-Planck-Institut für Polymerforschung Mainz und das Max-Planck-Institut für chemische Physik fester Stoffe Dresden.

In Sonderforschungsbereichen bearbeiten Hochschulen langfristig angelegte innovative Forschungsvorhaben. Die DFG richtet insgesamt zehn neue SFB ein, davon sechs SFB/TRR, die sich jeweils auf mehrere antragstellende Hochschulen verteilen. Die neuen SFB werden ab dem 1. Juli 2020 zunächst vier Jahre lang mit insgesamt rund 114 Millionen Euro gefördert.

Weitere Informationen zum SFB/TRR ELASTO-Q-MAT unter http://https:/transregio288.org

Weiterer Kontakt:

Margarete Lehné, stellv. Pressesprecherin, Tel.: +49 721 608-21157, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9.300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 24.400 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.sek.kit.edu/presse.php

Monika Landgraf | Karlsruher Institut für Technologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt
03.07.2020 | Universität Wien

nachricht Physiker blicken mit Pikoskope in das Innere der atomaren Materie
01.07.2020 | Universität Rostock

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

Ein internationales Team von Wissenschaftern aus Österreich, Deutschland und der Ukraine hat ein neues supraleitendes System gefunden, in dem sich magnetische Flussquanten mit Geschwindigkeiten von 10-15 km/s bewegen können. Dies erschließt Untersuchungen der reichen Physik nichtlinearer kollektiver Systeme und macht einen Nb-C-Supraleiter zu einem idealen Materialkandidaten für Einzelphotonen-Detektoren. Die Ergebnisse sind in Nature Communications veröffentlicht.

Supraleitung ist ein physikalisches Phänomen, das bei niedrigen Temperaturen in vielen Materialien auftritt und das sich durch einen verschwindenden...

Im Focus: Elektronen auf der Überholspur

Solarzellen auf Basis von Perowskitverbindungen könnten bald die Stromgewinnung aus Sonnenlicht noch effizienter und günstiger machen. Bereits heute übersteigt die Labor-Effizienz dieser Perowskit-Solarzellen die der bekannten Silizium-Solarzellen. Ein internationales Team um Stefan Weber vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz hat mikroskopische Strukturen in Perowskit-Kristallen gefunden, die den Ladungstransport in der Solarzelle lenken können. Eine geschickte Ausrichtung dieser „Elektronen-Autobahnen“ könnte Perowskit-Solarzellen noch leistungsfähiger machen.

Solarzellen wandeln das Licht der Sonne in elektrischen Strom um. Dabei wird die Energie des Lichts von den Elektronen des Materials im Inneren der Zelle...

Im Focus: Electrons in the fast lane

Solar cells based on perovskite compounds could soon make electricity generation from sunlight even more efficient and cheaper. The laboratory efficiency of these perovskite solar cells already exceeds that of the well-known silicon solar cells. An international team led by Stefan Weber from the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz has found microscopic structures in perovskite crystals that can guide the charge transport in the solar cell. Clever alignment of these "electron highways" could make perovskite solar cells even more powerful.

Solar cells convert sunlight into electricity. During this process, the electrons of the material inside the cell absorb the energy of the light....

Im Focus: Das leichteste elektromagnetische Abschirmmaterial der Welt

Empa-Forschern ist es gelungen, Aerogele für die Mikroelektronik nutzbar zu machen: Aerogele auf Basis von Zellulose-Nanofasern können elektromagnetische Strahlung in weiten Frequenzbereichen wirksam abschirmen – und sind bezüglich Gewicht konkurrenzlos.

Elektromotoren und elektronische Geräte erzeugen elektromagnetische Felder, die bisweilen abgeschirmt werden müssen, um benachbarte Elektronikbauteile oder die...

Im Focus: The lightest electromagnetic shielding material in the world

Empa researchers have succeeded in applying aerogels to microelectronics: Aerogels based on cellulose nanofibers can effectively shield electromagnetic radiation over a wide frequency range – and they are unrivalled in terms of weight.

Electric motors and electronic devices generate electromagnetic fields that sometimes have to be shielded in order not to affect neighboring electronic...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz QuApps zeigt Status Quo der Quantentechnologie

02.07.2020 | Veranstaltungen

Virtuelles Meeting mit dem BMBF: Medizintechnik trifft IT auf der DMEA sparks 2020

17.06.2020 | Veranstaltungen

Digital auf allen Kanälen: Lernplattformen, Learning Design, Künstliche Intelligenz in der betrieblichen Weiterbildung, Chatbots im B2B

17.06.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der sechste Sinn der Tiere: Ein Frühwarnsystem für Erdbeben?

03.07.2020 | Biowissenschaften Chemie

Effizient, günstig und ästhetisch: 
Forscherteam baut Elektroden aus Laubblättern

03.07.2020 | Energie und Elektrotechnik

Ein neuer Weg zur superschnellen Bewegung von Flussschläuchen in Supraleitern entdeckt

03.07.2020 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics