Prof. Dr. Christian Klinke – Projekt 2D-SYNETRA: Zweidimensionale Nanokristalle für die Elektronik von morgen

Prof. Dr. Christian Klinke – Projekt 2D-SYNETRA: Zweidimensionale Nanokristalle für die Elektronik von morgen

Christian Klinke erhielt 2013 den Starting Grant des European Research Council für das  Vorhaben "2D-SYNETRA" und untersucht im Rahmen des Projektes die Erzeugung zweidimensionaler, kristalliner Nanostrukturen und deren optoelektronische Eigenschaften.  Ziel des Projektes ist es, die Herstellung und die Eigenschaften dieser zwei-dimensionalen Formen zu verstehen, die in der Praxis zum Beispiel in günstigen Transistoren, Sensoren oder Solarzellen zum Einsatz kommen können. Darüber hinaus werden in solchen Nanomaterialien auch ganz neue Effekte beobachtet, die in herkömmlichen Halbleitern nicht auftreten. Diese können zu effizienteren oder auch zu neuen Anwendungen und letztendlich zu Quantencomputern führen.

Die Nanostrukturen sind sehr viel kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares: Einzelne Nanopartikel, die einige Millionstel eines Millimeters messen, setzen sich zu flächigen Strukturen zusammen, die ebenfalls nur wenige Nanometer hoch sind. Bisher waren ähnliche Strukturen nur durch sehr aufwendige Prozesse zu erzeugen. Die flächigen Nanomaterialien stellt Christian Klinke mithilfe der sogenannten Kolloidchemie her. Dabei entstehen kleinste Kristalle in der Größe von einigen Millionstel Millimetern. Diese Art der Herstellung ist schneller und günstiger als vergleichbare Verfahren. Durch Änderung der Bedingungen lassen sich die Eigenschaften der Nanostrukturen gezielt einstellen. Die so erzeugten, flächigen Materialien bestehen dann entweder aus einer einzigen, durchgehenden Schicht oder sind aus zahlreichen, hoch-geordneten Partikeln zusammengesetzt. Diese Strukturen gehören zu den dünnsten von Menschen hergestellten Objekten und sind gleichzeitig von hoher mechanischer Stabilität. Durch ihren zweidimensionalen Charakter ergeben sich interessante elektrische Eigenschaften, die bei größeren Strukturen nicht beobachtet werden.

Christian Klinke studierte Physik an der Universität Karlsruhe (heute Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Deutschland). Im März 2000 trat er als Doktorand der Gruppe Klaus Kern am Institut für Experimentelle Physik der EPFL (Lausanne, Schweiz) bei. Dann arbeitete er ab 2003 als Post-Doc am IBM TJ Watson Research Center (Yorktown Heights, USA) in der Gruppe von Phaedon Avouris. 2007 wurde er Juniorprofessor an der Universität Hamburg. 2009 erhielt er den Nanowissenschaftspreis des BMBF/AGeNT-D. Seine Forschungen werden von dem ERC Starting Grant 2012 unterstützt. Im Jahr 2013 erhielt er ein Heisenberg-Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft. In seiner Gruppe werden Phänomene untersucht, die in neuartigen Festkörpermaterialien mit Abmessungen im Nanometerbereich entstehen. Solche Materialien werden durch kolloidale Synthese, chemische Gasphasenabscheidung und Elektronenstrahl-Lithographie erzeugt. Die Nanostrukturen werden auf ihre kristallographischen, optischen und elektrischen  Eigenschaften hin untersucht. Von besonderem Interesse sind die optoelektronischen Eigenschaften durch zweidimensionale und hybride Nanostrukturen.