Chemie an Grenzflächen – von Zement bis Halbleiter
Wir sind Chemiker – spezialisiert auf die Vorgänge an Grenzflächen. Was auf den ersten Blick wie zwei völlig unterschiedliche Welten wirkt – Zement und Halbleiter – verbindet sich in unserer Arbeitsgruppe durch einen interdisziplinären Ansatz der Grenzflächenchemie. Schon 2014 gelang es uns, nanometerdünne Phasen von Calcium-Silikat-Hydrat direkt auf Siliziumwafern zu synthetisieren. Diese Grenzflächen sind im Gegensatz zu klassischen zementbasierten Materialien perfekt reproduzierbar und für alle gängigen analytischen Methoden zugänglich.
Mit dieser einzigartigen Plattform schlagen wir die Brücke zwischen zwei Welten:
(1) Unsere Ergebnisse helfen der Zement- bzw. Bindemittelforschung, grundlegende Prozesse wie Alterung oder Passivierung besser zu verstehen.
(2) Gleichzeitig bieten sie der Halbleiterforschung neue Wege, etwa für nachhaltige Dotierungskonzepte.
Grenzflächen sind unser Forschungsschwerpunkt – unabhängig davon, ob sie in einem Betonwürfel oder in einem Mikrochipsystem liegen.
Heute sind zementgebundene Materialien die wichtigsten Baustoffe aufgrund ihrer Vorteile hinsichtlich der Verfügbarkeit von Rohstoffen, Verarbeitung, Nutzbarkeit, Materialeigenschaften, Beständigkeit und Preis.
Die ausgewählten Bilder spiegeln die Forschungsstrategie wider: Detailliertes Wissen aus der Grundlagenforschung wird in Technologie für Innovationen überführt. Der Fokus liegt auf der Beständigkeit von zementgebundenen Materialien.
Elektronische Geräte sind unwiderruflich in unser Leben integriert. Ihre begrenzte Lebensdauer und ihre oft unsachgemäße Entsorgung erfordern jedoch nachhaltige Konzepte, um eine grüne elektronische Zukunft zu verwirklichen. Die Forschung muss sich darauf konzentrieren, nicht abbaubare und schwer zu recycelnde Materialien zu ersetzen, um entweder einen biologischen Abbau oder ein einfaches Recycling elektronischer Geräte zu ermöglichen. Wir untersuchen unter anderem ein neues Verfahren zur Dotierung von Siliziumwafern, bei dem keine hochgiftigen oder korrosiven chemischen Substanzen verwendet werden.
Eine Modell-Grenzfläche von Silizium/Hydroxylapatit. Die Si-Atome sind gelb, die O-Atome sind rot, die Ca-Atome sind grau, die P-Atome sind magenta und die OH-Gruppen sind blau.