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Challenge #84

Materialien durch Quantenphänomene optimieren.

Wir entwickeln Materialien, die die Effekte der Quantenphysik nutzen. Mit ihnen ebnen wir innovativen Technologien den Weg, etwa für die Computer- und Energiebranche.

Beteiligte Zentren

Einige Eigenschaften unserer Alltagsmaterialien, etwa ihre Farbe oder ihre elektrische Leitfähigkeit, können wir nur mithilfe der Quantenphysik erklären. In den allermeisten Fällen aber steht die Quantennatur der Elektronen und Atome von Materialien im Hintergrund.

Für die Entwicklung so genannter Quantenmaterialien hingegen nutzen Wissenschaftler:innen die Quantenphysik ganz bewusst. Die neuen Materialien erhalten dadurch exotische Eigenschaften: Sie können zum Beispiel Elektrizität verlustfrei leiten oder zeigen höchst ungewöhnliche magnetische Ordnungen. Sie bergen dadurch ein großes Potenzial für neuartige technologische Anwendungen.

Dieses Potenzial wollen unsere Forscher:innen für die Praxis nutzbar machen, etwa in der Computer- , Kommunikations-, Informations- oder Energietechnologie. Dafür untersuchen sie, wie die speziellen Eigenschaften dieser Materialien entstehen, wie sie sich optimierten lassen und wie man sie in speziellen Geräten bestmöglich ausnutzt.

(Bild: HZDR/Toni Helm)

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