Atomare Kontrolle über 2D-Materialien mit Ionenbestrahlung

Der Schwerpunkt dieses Projekts ist, neuartige Materialien mit Ionenbestrahlung (eine alte Methode der modernen Halbleiterindustrie), kontrolliert anzupassen. Speziell konzentrieren wir uns auf zweidimensionale Materialen, die im Laufe der letzten zehn Jahre großes Interesse, aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften bekommen haben. In der Natur besitzen solche Materialien eine Schichtstruktur. Diese ist vergleichbar mit einem Stapel Papier, aus welchem es möglich ist, einzelnen Lagen zu extrahieren. Ein solches Material ist Graphit, welcher aus einzelnen Lagen von Kohlenstoffatomen, angeordnet in einer wabenförmigen Struktur, aufgebaut ist. Dieses, nur aus einer Atomlage Kohlenstoff bestehende Material, mit dem Namen Graphen, ist weitaus nicht das einzige, aber mit Sicherheit das bis heute bekannteste zeidimensionale Material. Durch Kontrolle der Bestrahlungsparameter ist es möglich auch diese Materialien zu verändern. Beispielsweise kann man einige Kohlenstoffatome in Graphen gezielt durch andere Elemente ersetzen. Wegen der unterschiedlichen Eigenschaften, wie Gewicht, Elektronenzahl und elektrostatischem Potenzial, beeinflussen diese Fremdatome viele Materialeigenschaften. Erfolg mit diesem Projekt wird uns eine neue Methode liefern, welche zum Maßschneidern neuartiger Materialien verwendet werden kann.