DFG fördert herausragende Forschung an der JGU: Neuer Sonderforschungsbereich in den Materialwissenschaften bewilligt

Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert SFB/Transregio 288 "Elastic Tuning and Response of Electronic Quantum Phases of Matter"

29.05.2020

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die Einrichtung des neuen Sonderforschungsbereichs SFB/Transregio 288 "Elastic Tuning and Response of Electronic Quantum Phases of Matter" (ELASTO-Q-MAT) in den Materialwissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) bewilligt. "Über den Erfolg des Transregios ELASTO-Q-MAT freuen wir uns ganz besonders. Denn die Materialforschung an der JGU hat eine lange und erfolgreiche Tradition", erklärt der Präsident der JGU, Prof. Dr. Georg Krausch. "Unsere Anerkennung gilt daher insbesondere den beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die mit ihren herausragenden Forschungsleistungen die Position unserer Universität als eine der forschungsstarken Hochschulen in Deutschland weiter festigen und in diesem Profilbereich der JGU das bereits hohe Niveau weiter ausbauen."

Quantenmaterialien zeichnen sich durch ungewöhnliche physikalische Eigenschaften aus, die sich nur mithilfe der Quantentheorie erklären lassen – etwa die Supraleitung. Der neue Transregio-Sonderforschungsbereich in enger Zusammenarbeit der Johannes Gutenberg-Universität Mainz mit der Goethe-Universität Frankfurt als Koordinator, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz und dem Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden wird Quantenmaterialien untersuchen, deren Eigenschaften sich in besonderem Maße durch elastische Verformung verändern lassen. Die DFG fördert das Vorhaben in den kommenden vier Jahren mit insgesamt ca. zehn Millionen Euro.

"Quantenmaterialien mit multiplen Eigenschaften sind der Schlüssel für zukünftige Technologien - diese auftauchenden Eigenschaften durch mechanische Verformung mit hoher Empfindlichkeit zu kontrollieren, ist der heilige Gral zukünftiger quantenmechanisch-elektrischer Technologien", sagt der Mainzer Sprecher des neuen Transregios, Prof. Dr. Jairo Sinova vom Institut für Physik der JGU.

In den vergangenen Jahren haben Physikerinnen und Physiker zahlreiche neue Materialien mit solchen außergewöhnlichen Eigenschaften entdeckt und synthetisiert. Allen Quantenmaterialien ist gemein, dass die Elektronen darin einen geordneten "Tanz" vollführen. Die Choreografie bleibt oft über weite Energiebereiche und Zeiträume hinaus erhalten. Dieser Effekt hängt nicht nur von der chemischen Zusammensetzung des Materials ab, sondern auch von äußeren Bedingungen wie Temperatur, Druck oder magnetischen Feldern. Indem man diese ändert, kann man die Eigenschaften eines Quantenmaterials gezielt "frisieren". Im neuen SFB/TRR wollen die Forscherinnen und Forscher insbesondere Quantenmaterialien untersuchen, deren Eigenschaften stark auf elastische Verformung reagieren.

"Unser letztendliches Ziel ist es, elektronische Quantenmaterialien zu entwickeln, deren Eigenschaften durch mechanische Verformung mit hoher Empfindlichkeit so weit gesteuert werden können, dass sie faktisch zu mehreren Quantenmaterialien in einem werden, jedes mit seinen einzigartigen Eigenschaften", so Jairo Sinova.