Die Forschungsgruppe von AA befasst sich mit dem Entwurf, der Epitaxie und der Verarbeitung von Halbleiter-Heterostrukturen und neuartigen Materialien für Optoelektronik und Sensoren. Themen von Interesse sind: Hochtemperatur-THz-Quantenkaskadenlaser [AA1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,KU3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], MIR-Intersubbandlaser und Photodetektoren [AA3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Interband-Kaskadenlaser und Detektoren [AA4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Hochgeschwindigkeits-Photodetektoren [AA5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Epitaxie von Metallen und Halbleitern [SP4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. 

Link zur Gruppe von Prof. Andrews, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Während ihrer internationalen Karriere hat NB einen multidisziplinären Hintergrund in den Bereichen Nanotechnologie, Clusterchemie, heterogene Katalyse und Oberflächenspektroskopie entwickelt. Sie war in der Lage, ihre Karriere zu finanzieren, unabhängig zu forschen und auch zwei Mutterschaftsurlaube zu bewältigen. Sie wurde kürzlich mit dem Elise-Richter-Stipendium des FWF ausgezeichnet, war Marie-Curie-Stipendiatin und Marie-Heim-Vöglin-Stipendiatin. Die Kontrolle und das Verständnis katalytisch aktiver Zentren, um deren Leistung in verschiedenen Prozessen zu optimieren, ist die treibende Kraft in ihrer Forschung. Sie war eine der Pioniere bei der Erforschung des Einsatzes von einlagig geschützten Metall-Nanoclustern auf Oberflächen als heterogene Katalysatoren mit einem oberflächenwissenschaftlichen Ansatz und unter Verwendung fortschrittlicher spektroskopischer Techniken. Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Nanocluster-Katalyse, einschließlich der Synthese von monometallischen und bimetallischen Clustern auf atomarer Ebene (6 bis 100 Atome) [NB1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], der Chiralität [NB2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], der Funktionalisierung [NB3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], der Immobilisierung auf Oxiden und der gründlichen in-situ-Charakterisierung [NB4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. 

Link zur Gruppe von Dr. Barrabés, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Die Hauptthemen der Forschungsgruppe von UD sind die Oberflächenphysik unter Verwendung von UHV-basierten Methoden der Oberflächenwissenschaft mit Erweiterungen auf Fest-Flüssig-Grenzflächen und Hochdruckreaktionen. Zu den interessanten Themen gehören: Messung grundlegender Eigenschaften Atom für Atom [MW4], Modellsysteme und Einzelatomkatalyse [UD1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Oberflächenpolarität [UD2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], PLD-Wachstum dünner Schichten [UD3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Wechselwirkung von Wasser mit Festkörperoberflächen [UD3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Einfluss der Oberflächenstruktur auf die Elektrochemie [UD4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Entwicklung neuartiger Techniken zur Kombination von UHV und flüssigem Wasser [UD6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster].

Die Forschungsgruppe von JF befasst sich mit thermodynamischen Phänomenen und kinetischen Prozessen in Festkörpern, die durch Ionentransport oder Ionenreaktivität verursacht werden. Dazu gehören Defektchemie in gemischt leitenden Oxiden, ionischer Massen- und Ladungstransport, elektrochemische Reaktionen an Oberflächen, Impedanzspektroskopie, Festoxid-Brennstoff- und Elektrolysezellen, Wechselwirkung von Licht und Defekten [JF1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Weitere Interessen sind der Entwurf neuer experimenteller Methoden [JF5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] und die Entwicklung neuer theoretischer Konzepte in der Festkörperelektrochemie [JF6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. 
Link zur Gruppe von Prof. Fleig, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Die Forschungsgruppe von MG konzentriert sich auf Oxidmaterialien und untersucht die Struktur-Eigenschafts-Beziehung dieser Verbindungen, wenn sie zu atomar hergestellten Heterostrukturen gezüchtet werden. Die starke Empfindlichkeit von Oxiden gegenüber kleinen Störungen macht dünne Filme und Übergitter zu einer reichhaltigen Plattform für die weitere Manipulation ihrer Eigenschaften und sogar für den Zugang zu neuartigen elektronischen Verhaltensweisen [MG2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Dehnung, reduzierte Dimensionalität oder Ladungstransfer sind Beispiele für die Phänomene, die an den Grenzflächen zwischen verschiedenen Oxidverbindungen untersucht werden [MG3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Neben der umfassend untersuchten Perowskit-Struktur erforscht MG auch komplexere Doppel-Perowskite [MG1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Das Fachwissen der Gruppe reicht von der Züchtung von Oxid-Heterostrukturen bis hin zum Einsatz verschiedener hochmoderner Techniken in Großanlagen, aber auch von strukturellen, elektrischen und magnetischen Messungen im Labor.

Link zur Gruppe von Prof. Gibert, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Die Forschungsgruppe der AG entwickelt, implementiert und wendet Methoden der elektronischen Strukturtheorie zur Untersuchung von Materialeigenschaften an. Der Schwerpunkt liegt auf der genauen Behandlung von elektronischen Korrelationseffekten unter Verwendung quantenchemischer Wellenfunktionsmethoden für schwache und mittlere elektronische Korrelationsstärken: Diese Methoden haben das Potenzial, viele interessante Eigenschaften für ein breites Spektrum von Festkörpern und Oberflächen genau vorherzusagen, darunter (optische) Eigenschaften von Defekten [AG1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Molekül-Oberflächen-Wechselwirkungen für wasserspaltende Materialien [AG3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], chemische Reaktionen auf Oberflächen [AG4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] und Druck-Temperatur-Phasendiagramme [AG5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster].

Die Forschungsgruppe von GM beschäftigt sich mit theoretischer Materialchemie unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens, der Dichtefunktionaltheorie und der Boltzmann-Transporttheorie. Themen von Interesse sind neuronale Netzwerkkraftfelder [GM1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], globale Suchmethoden [GM2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Thermochemie komplexer Defekte [GM2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] und Ferroelektrika [GM4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] sowie thermische und elektrische Transporteigenschaften [GM3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster].

Die Forschungsgruppe von KH entwickelt neue theoretische Methoden zur Beschreibung der Auswirkungen elektronischer Korrelationen, wie die Dichtefunktionaltheorie (DFT) + dynamische Mittelfeldtheorie (DMFT) [KH1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] und die dynamische Vertex-Näherung [KH2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Diese hochmodernen Methoden werden zur Berechnung korrelierter Materialien angewandt, die von Übergangsmetallen bis zu schweren Fermionensystemen reichen. In S4F-Advanced liegt der Schwerpunkt auf Übergangsmetalloxid-Heterostrukturen und -Oberflächen [KH3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] und - für die assoziierte Doktorandenstelle - auf Topologie [KH5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] und Quantenkritikalität [KH7, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster].

Die SP-Gruppe untersucht Quanteneffekte in Festkörpern, wobei der Schwerpunkt auf starken elektronischen Korrelationen liegt. Sie nutzt ein breites Spektrum an experimentellen Techniken, von der Materialsynthese und -entwicklung bis hin zu anspruchsvollen Messungen bei Temperaturen unter 1 mK. Themen von Interesse sind: Quantenkritikalität [SP1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Kondo-Effekt [SP2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], korrelationsgesteuerte Topologie [SP4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], korrelierte Thermoelektrik [SP5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] und ultratiefe Wärmeleitfähigkeit [SP6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster].

Die Forschungsgruppe von AP befasst sich mit optischer Spektroskopie bei Terahertz- und Millimeterwellenfrequenzen in Kombination mit statischen Methoden und in externen elektrischen und magnetischen Feldern. Themen von Interesse sind: magnetoelektrischer Effekt und Anregungen [AP1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], (Magneto-)Optik in Quantentöpfen und topologischen Isolatoren [AP3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Terahertz-Eigenschaften von Metamaterialien und nicht-reziproke Ausbreitung von Licht [AP5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster].

Die Forschung von GR konzentriert sich auf In-situ- und Operando-Studien katalytischer Reaktionen, wobei laufende Oberflächenreaktionen sowohl spektroskopisch als auch mikroskopisch untersucht werden [GR1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Gut definierte Modellkatalysatoren werden im UHV hergestellt und charakterisiert [GR2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], aber auch bei (nahezu) Atmosphärendruck mit verschiedenen oberflächensensitiven Methoden untersucht [GR3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Die Oberflächenmikroskopie im Hochvakuum [GR1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] wird mit verschiedenen Methoden durchgeführt und ermöglicht sogar die Katalyse einzelner Partikel [GR5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Die experimentellen Ergebnisse werden in der Regel durch rechnerische Untersuchungen und Mikrokinetik ergänzt [GR1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Um die Brücke zu den Anwendungen zu schlagen, werden entsprechende Experimente auch für Nanomaterialien in Industriequalität durchgeführt [GR6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,7, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Zu den jüngsten Themen gehören die Umweltkatalyse (Kraftfahrzeuge) und die Energieumwandlungskatalyse (Brennstoffzellen), die darauf abzielen, die katalytische Aktivität/Selektivität durch grundlegende mechanistische Erkenntnisse zu verstehen.

The research of GR focuses on in situ and operando studies of catalytic reactions, examining ongoing surface reactions by both spectroscopy and microscopy [GR1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Well-defined model catalysts are prepared and characterized in UHV [GR2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], but also examined at (near) atmospheric pressure by various surface-sensitive methods [GR3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Surface microscopy in high vacuum [GR1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], is performed by various methods, even enabling single particle catalysis [GR5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. The experimental results are typically complemented by computational studies and microkinetics [GR1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. To bridge the gap to applications, corresponding experiments are carried out for industrial-grade nanomaterials as well [GR6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,7, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster]. Recent topics include environmental (automotive) and energy-conversion catalysis (fuel cells), aiming at understanding catalytic activity/selectivity via fundamental mechanistic insight.

Die Hauptthemen der KU-Forschungsgruppe sind zeitaufgelöste Spektroskopie von Halbleiter- und Festkörperstrukturen und die Entwicklung von THz-Quellen auf der Basis von Halbleiter-Nanostrukturen. Aktuelle Interessen sind: Untersuchung der Trägerdynamik in Nanostrukturen, Relaxations- und Dephasierungsraten, Intersubband-Optoelektronik [KU1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Quantenkaskadenlaser [KU2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], Metamaterialien [KU4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,5, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], starke Licht-Materie-Kopplung und Hochfeldphänomene [KU6, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster].

MW hat zwei prestigeträchtige Stipendien für Frauen erhalten: das Hertha-Firnberg- und das Elise-Richter-Stipendium des FWF. Nach Postdocs in Erlangen und Brünn ist sie nun zurück an der TU Wien, wo sie ihre Habilitation anstrebt. Sie ist international bekannt als Expertin für die Oberflächeneigenschaften von In2O3, einem vielseitigen Material, das neben seiner Anwendung in der Optoelektronik auch vielversprechend für energiebezogene chemische Reaktionen ist. Sie ist Expertin für UHV-basierte Charakterisierungsmethoden, einschließlich AFM und STM von kryogenen [MW1, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster,2, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] bis über Raumtemperatur [MW3, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster], die sie mit einer ganzen Reihe von Spektroskopien kombiniert. Durch die bewährte Zusammenarbeit mit Theoretikern [MW4, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster] entwickelt sie ein umfassendes Bild der Reaktionsmechanismen auf molekularer Ebene, die für neue Energieumwandlungssysteme relevant sind.