Forschungsthemen in der AG Zhang

Nanomaterialien sind sehr attraktiv für den Einsatz in der Entwicklung hocheffizienter Methoden zur Energieumwandlung und -speicherung. Die elektrochemischen Reaktionen finden auf einer Größenskala weniger Nanometer statt, was zu verschiedenen interessanten Effekten führt, die nicht in konventionellen Materialen vorkommen. Unser Ziel ist es, grundlegende Untersuchungen an in den letzten Jahren entwickelten Nanomaterialien durchzuführen und deren Potential in energiebezogenen Anwendungen zu bestimmen.

Hier geht es um viel mehr als nur das "Kochen" neuer Materialien. Es ist äußerst wichtig für die wissenschaftliche Gemeinschaft, die physikalischen Mechanismen hinter den Nanomaterial-Bauteilen zur Eneergiespeicherung zu verstehen. Das hilft uns dabei, Bauteile wie z.B. Batterien oder Superkondensatoren zu entwickeln mit höherer Kapazität, Leistung, Lebenszeit und verbesserter Sciherheit.

Die Entwicklung von Mikrobauteilen für Energieumwandlung und -speicherung spielt eine maßgebliche Rolle in der Gestaltung kleiner und on-chip integrierter elektronischer Bauteile. Vielseitige Herausforderungen existieren im Hinblick auf den Aufbau der Elektroden, Entwicklung des Festkörper-Elektrolyten, und der Verkapselung und Integration der Bauteile. Diese Herausforderungen zu bearbeiten ist ein wichtiger Teil unserer Forschung.

Im Zeitalter der künstlichen Intelligenz sind energieeffiziente Speichergeräte eine absolute Notwendigkeit. Mit Hilfe der grundlegenden Prinzipien der Physik und der Werkstoffe ist es möglich, vom Gehirn inspirierte synaptische Bauelemente wie Memristoren herzustellen, die logische und arithmetische Operationen mit einem Bruchteil der Energie durchführen können, die in modernen elektronischen Chips verwendet wird. Unsere Forschung zielt auf die Herstellung synaptischer Bauelemente unter Verwendung neuartiger Materialien, die dann für KI-bezogene Anwendungen eingesetzt werden können.