Forschungsprofil
Zur Entwicklung des Schwerpunkts Materialwissenschaften koordiniert das Interdisziplinäre Zentrum für Materialwissenschaften (IZM) entsprechende Aktivitäten innerhalb der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und mit außeruniversitären Einrichtungen. Die wichtigsten Kooperationspartner sind dabei das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik und das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik in Halle.
Die Basis des Zentrums ist ein Park hochspezialisierter experimenteller Ausrüstungen zur Materialcharakterisierung (hochauflösende und analytische Elektronenmikroskopie, Rastersondenmethoden, optische Spektroskopie, Röntgenverfahren), die im Analytischen Labor des IZM für eine interdisziplinäre Themenbearbeitung zur Verfügung stehen. Es können Strukturen bis in den Nanometerbereich untersucht und Störungen und Defekte des atomaren Aufbaus mit hoher Auflösung analysiert werden. Die Aufklärung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ist ein wesentlicher Aspekt der modernen Materialforschung sowohl für Bauelemente der Mikroelektronik als auch für Biomaterialien.
Sitz des IZM ist das Nanotechnikum Weinberg als Mietobjekt der Universität im Bio-Nano-Zentrum der TGZ GmbH Halle (Technologie- und Gründerzentrum). Hier befinden sich die zentralen Laborbereiche Nanostrukturierung/-analytik, Elektronenmikroskopie, Positronenannihilation und Lithographie. Angeschlossen ist der Reinraum der Universität, dessen Betrieb die Mitarbeiter des IZM koordinieren.
Das Spektrum der untersuchten Materialien umfasst Keramiken, Halbleiter, Gläser, Polymere und nichtkonventionelle metallische Werkstoffe. Das Vordringen in den Nanometerbereich bei der Strukturierung erfordert die ständige Weiterentwicklung maßgeschneiderter Analysetechniken und Präparationsverfahren. Das Zentrum für Materialwissenschaften stellt die geeignete Plattform dar, um einen Austausch zwischen den Fachwissenschaftlern verschiedener Richtungen und den Spezialisten für Analytik und Strukturforschung zu ermöglichen. Das IZM hat die Aufgabe, die materialwissenschaftliche Forschung und Lehre, die an den verschiedenen Fachbereichen und Fakultäten der Martin-Luther-Universität in der jeweiligen Fachbezogenheit betrieben wird, unter übergreifenden Gesichtspunkten zu koordinieren und gezielt die interdisziplinäre Bearbeitung von relevanten Themen zu fördern.
Forschungsschwerpunkte
Die Kernkompetenz des IZM besteht in der Deposition verschiedener Materialsysteme, der Nanostrukturierung und Prozessierung, vor allem aber in der Analytik von Festkörpern mit Elektronen, Röntgenstrahlen, Positronen und Photonen. Ein besonderes Augenmerk gilt bei den im IZM eingebetteten Projekten den materialwissenschaftlichen Problemen der Nutzung regenerativer Energien mit Themen der Thermoelektrik, Photovoltaik und Energiespeicherung.
Die Forschungsaktivitäten konzentrierten sich auf die hochauflösende Analytik und Abbildung nanostrukturierter Materialien, wie z. B. Halbleiternanodrähte, ferroelektrische Funktionsmaterialien, polymere Struktur- und Funktionsmaterialien. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von analytischen Methoden auf der Basis der Elektronenenergieverlust-Spektroskopie mit hoher Orts- und Energieauflösung.
Das IZM ist die koordinierende Einrichtung der European Positron Source (EPOS) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Ziel dieses Projekts unter Leitung von Prof. R. Krause-Rehberg (Institut für Physik) ist der Aufbau einer intensiven Positronenquelle am freien Elektronenlaser ELBE. Diese neuartige Quelle erlaubt vielfältige Positronenexperimente zur Materialcharakterisierung. Das Labor befindet sich im Aufbau und es laufen Arbeiten zum Design des Positronenstrahlsystems.
