Nanomechanisches Verhalten dünner Schichten und nanostrukturierter Materialien
Dünnschichten und nanostrukturierte Materialien sind allgegenwärtig. Sie verleihen vielen Alltagsgegenständen hohe Leistung und Funktionalität – von der Unterhaltungselektronik bis hin zum Leichtbau für die Mobilität. Damit diese sehr wünschenswerten Eigenschaften dauerhaft und unter widrigsten Bedingungen weiterhin gewährleistet werden, müssen die Materialsysteme bis ins kleinste Detail charakterisiert werden. Zu diesem Zweck entwickle ich neuartige Messmethoden, die es uns erlauben, die mechanischen Eigenschaften der Materialien auf der Mikro- bis Nanometerskala zu vermessen.
In meiner Habilitationsschrift wird unter anderem eine bahnbrechende Nanoindentierungsmethode vorgestellt, die es erstmalig erlaubt, mechanische Eigenschaften lokal bei sehr hohen Verformungsraten zu untersuchen. Damit lässt sich das Verhalten komplexer Materialien bei Kollisionen und Stößen besser voraussagen. Ferner wurde mittels innovativer, nanomechanischer insitu Versuche im Rasterkraft- und Elektronenmikroskop das Verformungsverhalten dünner Schichten eingehend charakterisiert. Dank dieser hochauflösenden Verfahren konnte gezeigt werden, dass die Verformungsmechanismen bei kleinen Dimensionen grundsätzlich verändert werden: die korngrenzengetragene Verformung löst dabei die klassische versetzungsgetragene Plastizität ab.
Insgesamt werden in der Arbeit neue Einblicke in das mikroskopische Ermüdungs-, Bruch- und Verformungsverhalten der Materialien gewonnen. Damit wird nicht nur unser grundlegendes Verständnis erweitert, sondern die neuen Erkenntnisse tragen auch konkret dazu bei, neue Werkstoffe zielgerichtet zu entwickeln, um die materiellen Herausforderungen unserer Zeit zu bewältigen.
Nanomechanisches Verhalten dünner Schichten und nanostrukturierter Materialien
Dünnschichten und nanostrukturierte Materialien sind allgegenwärtig. Sie verleihen vielen Alltagsgegenständen hohe Leistung und Funktionalität – von der Unterhaltungselektronik bis hin zum Leichtbau für die Mobilität. Damit diese sehr wünschenswerten Eigenschaften dauerhaft und unter widrigsten Bedingungen weiterhin gewährleistet werden, müssen die Materialsysteme bis ins kleinste Detail charakterisiert werden. Zu diesem Zweck entwickle ich neuartige Messmethoden, die es uns erlauben, die mechanischen Eigenschaften der Materialien auf der Mikro- bis Nanometerskala zu vermessen.
In meiner Habilitationsschrift wird unter anderem eine bahnbrechende Nanoindentierungsmethode vorgestellt, die es erstmalig erlaubt, mechanische Eigenschaften lokal bei sehr hohen Verformungsraten zu untersuchen. Damit lässt sich das Verhalten komplexer Materialien bei Kollisionen und Stößen besser voraussagen. Ferner wurde mittels innovativer, nanomechanischer insitu Versuche im Rasterkraft- und Elektronenmikroskop das Verformungsverhalten dünner Schichten eingehend charakterisiert. Dank dieser hochauflösenden Verfahren konnte gezeigt werden, dass die Verformungsmechanismen bei kleinen Dimensionen grundsätzlich verändert werden: die korngrenzengetragene Verformung löst dabei die klassische versetzungsgetragene Plastizität ab.
Insgesamt werden in der Arbeit neue Einblicke in das mikroskopische Ermüdungs-, Bruch- und Verformungsverhalten der Materialien gewonnen. Damit wird nicht nur unser grundlegendes Verständnis erweitert, sondern die neuen Erkenntnisse tragen auch konkret dazu bei, neue Werkstoffe zielgerichtet zu entwickeln, um die materiellen Herausforderungen unserer Zeit zu bewältigen.
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Vita
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