Claudia Felser erhält den Nakamura-Lecture-Preis der University of California in Santa Barbara

Auszeichnung für Arbeiten auf dem Gebiet der Heusler-Verbindungen

13.10.2010

Prof. Dr. Claudia Felser vom Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie der Universität Mainz hat am 24. September die Nakamura-Vorlesung 2010 an der Universität von Kalifornien, Santa Barbara (UCSB) gehalten. Das Materialwissenschaftliche Forschungslabor der Universität vergibt diese Auszeichnung jährlich an einen herausragenden Materialwissenschaftler. Die Vorlesung ist nach Shuji Nakamura, Professor an der UCSB, benannt.

Ohne die Forschungsarbeiten von Prof. Shuji Nakamura wären heute keine blauen LEDs im industriellen Maßstab herstellbar. Seine Forschungen über Halbleiter wie Galliumnitrid (GaN) mit breiten Bandlücken erlaubten erstmals die industrielle Herstellung blauer LEDs und blauer Laser. Leuchtdioden bzw. LEDs, die Abkürzung steht für Light Emitting Diode, werden in der Zukunft unsere Glühbirnen ersetzten, da sie wesentlich weniger Energie verbrauchen. Für weißes Licht müssen LEDs, die verschiedenfarbiges Licht emittieren, kombiniert werden, was durch verschiedene Halbleiter mit unterschiedlichen elektronischen Strukturen und Bandlücken erreicht werden kann. Blaue Laser werden für die nächste Generation optischer Datenspeicherung (CD, DVD) benötigt. Ultraviolette Laser helfen bei der kostengünstigen und energieeffizienten Sterilisation von Trinkwasser.

Die Forschung in Felsers Arbeitsgruppe "Materialien für optische, magnetische und Energie-Technologien" hat einen starken Bezug zur Arbeit von Nakamura. Mit der Entwicklung neuer durchstimmbarer Halbleiter in der großen Familie der Heusler-Materialien und verwandter Verbindungen und mit dem systematischen Verständnis der elektronischen, optischen und magnetischen Eigenschaften eröffnet diese Materialklasse nicht nur das Design neuer Materialien mit spezifischen Eigenschaften, sondern auch die Auswahl der Materialien unter den Gesichtspunkten Nachhaltigkeit, Preis und Elementverfügbarkeit. Das Prinzip ist einfach: Kombiniert man drei Elemente des Periodensystems anstelle von nur einem oder zwei zu einem Halbleiter, dann ergeben sich viele Kombinationsmöglichkeiten - mehr als 250 Halbleiter sind bekannt. Der Erfolg dieser Materialklasse wurde kürzlich im Bereich der thermoelektrischen Materialien demonstriert. Thermoelektrika sind Materialien, die die Umwandlung von Wärme in elektrische Energie erlauben. Gerade in Fahrzeugen wird durch Abwärme viel Energie verschwendet. In zahlreichen Kooperation mit der Industrie arbeitet das Team um Claudia Felser an der Optimierung von Heusler-Verbindungen als thermoelektrische Materialien. Ein weiterer Vorteil ist es, dass ternäre Verbindungen die Kombination von zwei Eigenschaften in einem Material erlauben, wie die Mainzer Wissenschaftler kürzlich bei den topologischen Isolatoren, einem neuen Quantenzustand der Materie demonstriert haben.