Oxide sind als gute Isolatoren unersetzlich für die Mikroelektronik, weisen aber auch ferroelektrische, piezoelektrische, magnetische, multiferroische und supraleitende Eigenschaften auf. Dotierte können Oxide können zudem ausgesprochen gute elektrische Leiter sein.
Anwendungen reichen von Sensoren und Aktuatoren, über Gate-Barrieren für die Mikroelektronik, supraleitende Filter für den Mobilfunk, bis hin zu FRAM-Speichern, Infrarotdetektoren und selbstreinigenden Fliesen. Ionenleitende Oxide spielen in Brennstoffzellen und Batterien eine besondere Rolle. Da die Oxide durch intrinsische Sauerstoffdefekte in der Regel dotiert werden und Sauerstoff zudem leicht diffundiert, wird in der Oxidelektronik der Kontrolle der Sauerstoffkonzentration viel Aufmerksamkeit gewidmet.
Die elektronischen Eigenschaften der Oxide lassen sich jedoch auch durch Fremddotierung dramatisch verändern.
Unser Forschungsinteresse ist es, das Zusammenspiel von Defekten und funktionalen Eigenschaften mit Hilfe von first-principles Rechnungen aufzuklären.
Projekte
Derzeit arbeiten wir an folgenden Themen:
- Dotierung bleifreier Piezokeramiken und Antiferroelektrika
- Kinetik von Defekten und Domänenwänden
- Versetzungen in Perowskitstrukturen
- Relaxormaterialien für elektrokalorische Anwendungen
- Polarisationsschalten in Perowskiten
