Ein Material, das nur aus einer einzigen Schicht von Atomen besteht, hat keine klar definierbare Dicke – man spricht in diesem Fall daher von „2D-Materialien“. Erstmals hergestellt wurden sie im Jahr 2004, im Jahr 2010 wurde dafür der Physik-Nobelpreis vergeben. An der TU Wien wird seit Jahren an solchen Materialien geforscht – sowohl an ihren theoretischen Grundlagen als auch an ihren technologischen Anwendungen.

Mit der Förderung des Doktoratskollegs „TU-D“ durch den österreichischen Wissenschaftsfonds FWF kann die Forschung und Ausbildung in diesem Bereich nun weiter ausgebaut werden. Dabei handelt es sich um ein sehr interdisziplinäres Doktoratskolleg: die Fakultäten für Physik, technische Chemie sowie Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Wien werden eng miteinander kooperieren.

Mehr als nur Graphen

Es begann mit Kohlenstoff: Das erste 2D-Material war Graphen, eine Schicht aus wabenförmig angeordneten Kohlenstoff-Atomen. Graphen ist für viele Anwendungen interessant – sowohl seine mechanischen als auch seine elektronischen Eigenschaften sind höchst ungewöhnlich. Mittlerweile sind aber auch noch andere 2D-Materialien entdeckt worden, man kann sie auch sandwichartig aufeinanderschichten, um sogenannte Heterostrukturen zu erzeugen, die wieder andere Eigenschaften aufweisen.

„Anwendungsmöglichkeiten für solche 2D-Materialien gibt es viele“, sagt Prof. Florian Libisch vom Institut für Theoretische Physik der TU Wien – er ist Koordinator des neuen Doktoratskollegs. „2D-Materialien haben das Potenzial, ganze Technologiebereiche zu revolutionieren. In unserem Doktoratskolleg wollen wir besonders ihren Einsatz für Photovoltaik, Nanoelektronik und Biosensorik erforschen.“

Schon 2016 startete die TU Wien das Doktoratskolleg „TU-D“ zum Thema 2D-Materialien. Der Wissenschaftsfonds FWF fördert nun gezielt Doktoratskollegs, die von österreichischen Universitäten bereits mit Erfolg etabliert wurden. Im Rahmen dieser Förderung kann „TU-D“ nun ausgebaut werden: Insgesamt sollen in den nächsten 4 Jahren etwa 30 neue Doktorand_innen in TU-D ausgebildet werden - 10 davon werden direkt vom FWF im Rahmen des nun geförderten Antrags gezahlt. Entsprechende Stellenausschreibungen wird es ab Frühjahr 2023 geben.

Unis und Fachhochschulen gemeinsam

Erfolgreich war die TU Wien auch beim FWF-Förderprogramm „doc.funds.connect“. Dabei geht es um kooperative Doktoratsausbildung, die von Fachhochschulen und Universitäten gemeinsam betrieben wird. An zwei neuen doc.funds.connect-Projekten ist die TU Wien beteiligt: Gemeinsam mit der Veterinärmedizinischen Universität Wien und der Fachhochschule Hagenberg wird das Projekt „Precision Lifestock Farming“ durchgeführt, bei dem es um digitale Technologien für die Nutztierhaltung geht.

Gemeinsam mit der Fachhochschule St. Pölten wird die TU Wien das Projekt „Visual Analytics and Computer Vision Meet Cultural Heritage“ starten, bei dem neue Methoden der visuellen Datenaufbereitung zum Einsatz kommen, um historische Dokumente und Artefakte in digitaler Form leichter zugänglich, verständlich und untersuchbar zu machen.

Text: Florian Aigner