Den Untersuchungsgegenstand der Forschungsgruppe bilden Lithiumniobat-Lithiumtantalat-Mischkristalle, die ein äußerst variables Modellsystem zur Aufdeckung und Anwendung neuer grundlegender physikalischer-materialwissenschaftlicher Phänomene darstellen. Der Einfluss von Punktdefekten und Domänenwänden auf die makroskopischen Materialeigenschaften, deren Zusammenspiel sowie die hohe thermische Stabilität bieten neue weitreichende Anwendungsperspektiven in der Sensorik, aber auch in der integrierten Akustik und Photonik. Beispiele bilden piezoelektrische Sensoren und Aktuatoren für den Hochtemperaturbereich, die zur Effizienzverbesserung von Energiewandlungsprozessen beitragen, oder Komponenten für die Domänenwand- und Optoelektronik.
In der zweiten vierjährigen Förderperiode erhält die Forschungsgruppe rund 4,5 Millionen Euro. Dabei entfällt fast die Hälfte der Mittel auf die TU Clausthal, an der das Koordinationsprojekt sowie drei Teilprojekte angesiedelt sind. Neben dem Sprecher Prof. Holger Fritze sind Professor Harald Schmidt und der Nachwuchswissenschaftler Dr. Yuriy Suhak Projektleiter. Seitens der TU Clausthal werden insbesondere Kompetenzen im Bereich atomarer Transportvorgänge und piezoelektrischer Hochtemperaturmaterialien eingebracht.
Weiterhin ist das Leibniz-Institut für Kristallzüchtung Berlin beteiligt, das die Züchtung von Monodomänen- und periodisch gepolten Kristallen übernimmt. Weiterhin werden hier dünne Lithiumniobat-Lithiumtantalat-Schichten präpariert, die eine wesentliche Erweiterung der Untersuchungsgegenstandes darstellen. An der Universität Osnabrück werden stark gekoppelte Ladungsträger mittels zeitaufgelöster Spektroskopie auf Zeitskalen bis zu Sub-Pikosekunden untersucht, so dass fundamentale Erkenntnisse zur Korrelation von Defektstruktur sowie Elektronen- und Ionentransport geliefert werden. Die beteiligten Arbeitsgruppen der Technischen Universität Dresden und der Universität Paderborn bringen Kompetenzen bei der Polung von Monodomänenkristallen und der optischen Charakterisierung der Domänenwände ein. Ergänzt werden die experimentellen Arbeiten mit der computergestützten Modellierung der Mischkristalle an der Universität Gießen.
Studierenden kommt die neue Forschungsgruppe ebenfalls zugute. Sie bietet ihnen aktuelle materialwissenschaftliche Themen sowie Kooperationen und erhöht damit auch für Studienanfängerinnen und -anfänger die Attraktivität der TU Clausthal.
