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Prof. Thomas Greber

Physik-Institut

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Prof. Jürg Osterwalder

Physik-Institut

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Prof. Alberto Morpurgo

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Tel: +41 22 379 35 74

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Medienmitteilung vom 28.01.2013

 

Universität Zürich an EU-Flagship beteiligt

Physiker der Universität Zürich sind am milliardenschweren Forschungsprojekt Graphen beteiligt, das heute von der Europäischen Kommission als FET-Flagship Europas gewählt worden ist. Ziel ist es, Graphen und ähnliche Schichtmaterialien aus Labors für die Gesellschaft nutzbar zu machen, mehrere Branchen zu revolutionieren, Wirtschaftswachstum und neue Jobs in Europa zu schaffen.

Graphen hat seit den bahnbrechenden Experimenten zum neuartigen Material vor weniger als zehn Jahren, die 2010 durch die Verleihung des Nobelpreises an Andre Geim und Professor Kostya Novoselov von der University of Manchester honoriert wurden, eine wissenschaftliche Explosion erlebt. Die Kombination seiner herausragender Eigenschaften macht Graphen zum Ausgangspunkt für neue durchschlagende Technologien in vielen Anwendungsfeldern. Graphen ist so dünn, dass es als zweidimensional gilt. Es ist federleicht, durchsichtig, sehr stabil und leitet ausgezeichnet Strom und Wärme.

Das FET-Flagship (Future and Emerging Technologies) bringt ein akademisch-industrielles Konsortium zusammen, das einen Durchbruch bei der technischen Innovation erreichen möchte. Die Forschungsbemühungen werden die gesamte Wertschöpfungskette von der Herstellung der Materialien bis zu Komponenten und der Systemintegration umfassen.

Wichtige Anwendungen von Graphen sind zum Beispiel schnelle elektronische und optischer Geräte, flexible Elektronik und fortschrittliche Batterien. Beispiele neuer Produkte, die durch die Graphen-Technologie ermöglicht wurden, sind schnelle, flexible und starke Unterhaltungselektronik wie E-Paper und biegbare Kommunikationsgeräte sowie leichtere und energieeffizientere Flugzeuge. Langfristig wird erwartet, dass Graphen zu einem Technologiewandel im Computersektor und revolutionären medizinischen Anwendungen führt, zum Beispiel künstlicher Netzhaut.

Physiker der UZH erforschen Synthesemethoden

Seitens der Universität Zürich ist die Oberflächenphysik-Gruppe von Prof. Jürg Osterwalder und Prof. Thomas Greber am Graphen-Flagship beteiligt. Sie befassen sich mit der Entwicklung neuer Synthesemethoden von Graphen und hexagonalem Bornitrid, einem perfekten Isolator, auf einkristallinen Metall-Oberflächen.

Dabei werden aus der Gasphase Moleküle wie Pentanon oder Borazin auf den Substraten bei hohen Temperaturen abgeschieden, wobei sich dank katalytischer Prozesse perfekte Monolagen bilden. «Auf diesem Gebiet hat unsere Gruppe bereits 15 Jahre Erfahrung. Die Arbeiten zum Bornitrid begannen wir lange vor der weltweiten Euphorie über das Graphen», sagt Prof. Greber. Die UZH-Forschenden benutzen die so entstandenen Nanostrukturen für die Selbstorganisation von Molekülen oder für die Untersuchung von Quantenpunkten und damit verbundenen Einzelelektron-Effekten.

Hybrid zwischen Isolator und Metall hergestellt

Vor kurzem ist es ihnen gelungen, Heterostrukturen aus einer Lage Bornitrid und einer Lage Graphen mit dem oben beschriebenen Abscheidungsprozess herzustellen. Diese Hybride zwischen einem Isolator und einem Metall sind vielversprechende neue, zweidimensionale Systeme, welche z.B. die Realisierung einer atomar dünnen, durchsichtigen Membrane mit einer metallischen und einer isolierenden Seite möglich machen.

Innerhalb des Flagship-Projekts an der UZH sollen Verfahren zur Ablösung solcher Heteromembranen von ihrem Metallsubstrat entwickelt werden. «Dabei werden wir durch die Gruppe von Prof. Fink am Physik-Institut unterstützt», erklärt Prof. Osterwalder. Dort werden neuartige Elektronenmikroskopie-Methoden entwickelt, mit denen solche atomar dünne Membranen untersucht werden können.

Graphen-Flagship: 126 Forschungsgruppen aus 17 Ländern

Das Graphen-Flagship wird ab dem Jahr 2013 126 akademische und industrielle Forschungsgruppen in 17 europäischen Ländern mit einem Anfangsbudget von 54 Millionen Euro für 30 Monate koordinieren. Das Konsortium wird nach dem Start der Initiative um weitere 20 bis 30 Gruppen erweitert. Dies wird die technischen Aspekte des Flagships weiter stärken.

Das Flagship wird von der Technischen Hochschule Chalmers in Göteborg, Schweden, koordiniert. Direktor ist Prof. Jari Kinaret, der die Forschungsaktivitäten zusammen mit den Leitern der 15 Arbeitsgruppen leiten wird. Das Managementteam wird durch einen strategischen Beratungsausschuss unterstützt, dem die europäischen Nobelpreisträger Sir Andre Geim (Vorsitz), Albert Fert, Klaus von Klitzing und Sir Kostya Novoselov, Industrievertreter von Nokia und Airbus sowie zwei Vertreter der weltweiten Graphen-Forschungsgemeinschaft angehören.

«Auch wenn das Flagship äusserst weitreichend ist, kann es nicht alle Bereiche abdecken. Wir beabsichtigen zum Beispiel nicht, bei Graphen-Bildschirmen mit Korea in Konkurrenz zu treten», sagt Flagship-Direktor Jari Kinaret von der technischen Hochschule Chalmers, Schweden. «Die Graphen-Produktion steht jedoch ganz offensichtlich im Mittelpunkt unseres Projekts.»

Website: EU-Flagship Graphene