Forschung
Atomarer Masse- und Ladungstransport bei hohen Temperaturen
Von besonderem Interesse sind die Funktionsprinzipien und die Stabilität von Materialien für Sensoren, Brennstoffzellen, Lithiumionen-Batterien usw.. Die Untersuchungen beziehen sich auf alle hochtemperaturrelevanten Systemkomponenten. Im Fall von Sensoren werden beispielsweise Sensorschichten, Elektroden und Wandler einbezogen. Standardcharakterisierungsmethoden umfassen die Impedanzspektroskopie, die Netzwerkanalyse, die IR-Spektroskopie und die Sekundärionen-Massenspektrometrie.
Systemansätze und Miniaturisierung
In Erweiterung der grundlagenorientierten Untersuchung atomarer Transportvorgänge werden ebenfalls Wechselwirkungen zwischen den Systemkomponenten betracht, da Funktion und Stabilität insbesondere bei hohen Temperaturen von Interdiffusionsprozessen, unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen usw. bestimmt werden.
Entwicklung von Charakterisierungsmethoden
Zur detaillierten Charakterisierung von Transportvorgängen und Oberflächeneffekten bei hohen Temperaturen sind angepasste Methoden erforderlich, die unter realen Bedingungen angewendet werden können. Die In-situ-Untersuchung von Gassensoroberflächen mit herkömmlichen oberflächenanalytischen Verfahren liefert nur eingeschränkte Informationen, da im Allgemeinen im Vakuum gearbeitet werden muss. An dieser Stelle bietet beispielsweise die optische Nahfeldmikroskopie den Vorteil, dass sowohl topografische als auch chemische Informationen bereitgestellt werden können. Daher werden entsprechende Messsysteme entwickelt.
Funktionsprinzipien für Festkörpersensoren
Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung neuer bzw. verbesserter Funktionsprinzipien für Sensoren. Dabei werden die Kompetenzen der Arbeitsgruppe im Bereich hochtemperaturstabiler piezoelektrischer Materialien konsequent genutzt. Ein Beispiel stellen neue Wandlerstrukturen für resonante Sensoren dar.
Anwendungsorientierte Forschung
Anwendungsorientierte Zielstellungen umfassen die Entwicklung von Gas- und Partikelsensoren z. B. für Brennstoffzellen oder zur Katalysatorüberwachung und die Miniaturisierung von Sensoren.