IV. Physikalisches Institut - AG Wenderoth

Die Entwicklung der nächsten Generation elektronischer Bauelemente ist direkt verknüpft mit der Fähigkeit, diese Systeme auf atomarer Skala zu analysieren. Dabei wird nicht nur die Kenntnis der lokalen Defektstruktur und die zugehörigen elektronischen Eigenschaften benötigt. Vielmehr muss diese Information mit dem Wissen über lokale Transportfelder und über dynamische Prozesse einzelner Defekten verknüpft werden. Das Gebiet der Rastersondenmikroskopie (engl. Scanning Probe Microscopy SPM) hat in den letzten Jahrzehnten einen Zugang sowohl zu Ober- und Grenzflächen wie auch in ausgewählten Systemen zu Volumeneigenschaften eröffnet. Der Reiz der Sondenmikroskopie liegt in ihrer Vielfalt und der einzigartigen Fähigkeit, elektronische Eigenschaften einzelner Atome mit atomarer Auflösung abbilden zu können. Unsere Arbeitsgruppe nutzt und entwickelt verschiedenste SPM Techniken, um aktuelle Fragen der Grundlagenforschung zu beantworten. Dabei werden Metall-Halbleiter-Grenzflächen, Transport in Graphene, die Ladungsdynamik von einzelen Störstellen in Halbleitern und Metallen, der Kondoeffekt von einzelnen und gekoppelten magnetischen Störstellen in Kupfer oder aktuelle Materialsyteme wie Hexaboride oder Iridate untersucht.

Wenn die Chemie (nicht) stimmt: Einfluss der mikroskopischen Umgebung

Forscherinnen und Forscher weltweit arbeiten daran, effiziente Materialien zu entwickeln, mit denen CO2 in nutzbare chemische Stoffe umgewandelt werden. Dies ist vor allem angesichts der Erderwärmung wichtig. Ein Team der Universität Göttingen sowie vom Ulsan National Institute for Science, Südkorea, hat einen vielversprechenden Ansatz gefunden: Katalytisch aktive Moleküle werden auf einer Oberfläche verankert, welche als leitfähiger Elektronenlieferant dient. Die Moleküle begünstigen die chemische Reaktion. Solche Hybridsysteme machen sowohl die Eigenschaften der Moleküle als auch die Eigenschaften des Trägermaterials nutzbar. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Science Advances erschienen.

Auf die Nähe kommt es an: Wie das Substrat den Widerstand von Graphen beeinflusst

Graphen wird oft als Wundermaterial der Zukunft bezeichnet. Mittlerweile können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler perfekte Graphen-Lagen auf Quadratzentimeter großen Kristallen wachsen lassen. Wir haben gemeinsam mit der Technischen Universität Chemnitz und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig den Einfluss des darunter liegenden Kristalls auf den elektrischen Widerstand des Graphens untersucht. Entgegen bisheriger Annahmen zeigen die neuen Ergebnisse, dass der im englischen als Proximity-Effekt bezeichnete Prozess lokal stark variiert. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Nature Communications erschienen.

Im Rahmen der vom DPG Arbeitskreis Chancengleichheit ins Leben gerufenen Aktion „Physikerin der Woche“ wurde Erstautorin Anna Sinterhauf im Februar 2021 vorgestellt.