Nanostructured Template Surfaces

Die Bedeutung der Nanowissenschaften für die Entwicklung neuer Technologien des 21. Jahrhunderts ist international unbestritten und große Anstrengungen werden auf diesem Gebiete derzeit weltweit unternommen. Materie in nanometrischen Dimensionen (1 Nanometer = 1 Millionstel Millimeter) weist zum Teil völlig neue physikalische und chemische Eigenschaften auf, die zu neuen Anwendungen führen werden. Das Verhalten von Nanostrukturen wird zu einem großen Maße von ihren Oberflächen und Grenzflächen zur makroskopischen Welt bestimmt, da ein beträchtlicher Teil ihrer Atome an eben diesen Oberflächen und Grenzflächen lokalisiert ist. Oberflächenwissenschaft ist daher eine bevorzugte Disziplin der Nanowissenschaften - die Ultrahochvakuum- Techniken der modernen Oberflächenphysik sind geradezu maßgeschneidert für die Charakterisierung von Nanostrukturen. Im vorliegenden Forschungsschwerpunkt werden metallische, nicht-metallische und oxidische Nanostrukturen durch Abscheidung aus der Gasphase auf wohldefinierten Einkristalloberflächen und nachfolgende Selbstorganisation erzeugt und auf atomarem Niveau charakterisiert. Die Selbstorganisation von atomaren Bausteinen in nanometrische Strukturen, der sogenannte "bottom-up" Ansatz, ist die vielversprechendste Methode zur Erzeugung von definierten Nanostrusturen - ihre physikalisch-chemischen Ursachen sind jedoch noch weitgehend unbekannt. In diesem Schwerpunktsprogramm werden die wissenschaftlichen Grundlagen zur Herstellung von Nanostrukturen durch Selbstorganisation erforscht. Die führenden Gruppen von Österreich auf dem Gebiete der Oberflächenwissenschaft an der Karl-Franzens- Universität Graz, an den Universitäten Wien, Linz und Innsbruck sowie an den Technischen Universitäten Wien und Graz werden in diesem Programm zusammengefaßt. Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit mit verschiedenen Methodenansätzen aus Physik, Chemie und Materialwissenschaften mit einer engen Kooperation zwischen Experimentatoren und Theoretikern wird auf die Herstellung und Charakterisierung von definierten Nanostrukturen auf Oberflächen fokussiert. Die wissenschaftlichen Grundlagen, die in diesem Forschungsschwerpunkt erarbeitet werden, werden Auswirkungen auf viele Bereiche der aufkommenden Nanotechnologien haben, wie z.B. für die Entwicklung neuartiger elektronischer und magnetischer Bauelemente, für höchstdichte Informationsspeicherung, für Sensorikanwendungen, für ultradünne hitze- und korrosionsbeständige Beschichtungen sowie für das Gebiet der heterogenen Katalyse.