Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die optischen Eigenschaften von ZnO- und CuI-basierten Nano- und Mikrostrukturen untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung derer Lumineszenz-Eigenschaften unter optischer Hochanregung. Verschiedene ZnO-basierte Nano- und Mikrostrukturen können bei Raumtemperatur unter optischer Hochanregung als Laser agieren. Es wurde ein Modell entwickelt, das anhand der Strukturgeometrie verbunden mit der Lasereindringtiefe und Ladungsträgerdiffusion das Auftreten der unterschiedlichen Emissionen beschreibt. Dieses Konzept wird als 'Absorptive Modenselektion' eingeführt. In temperaturabhängigen Photolumineszenz-Untersuchungen einzelner ZnO-Nanodrähte wird die Temperaturabhängigkeit der Laserparameter beschrieben. Damit ist es möglich, Aussagen über den Verstärkungsmechanismus des Laserprozesses zu treffen. Es zeigt sich, dass die Laserschwelldichte exponentiell mit der Temperatur ansteigt, wohingegen die charakteristischen Zerfallszeiten im Lasingbereich temperaturunabhängig sind. Die Anschaltzeit der Nanodrahtemission weist eine starke Abhängigkeit von der Anregungsdichte auf und hängt unterhalb der Laserschwelldichte von der Temperatur ab. Es werden drei Anregungsbereiche beschrieben, zwischen denen es nach der gepulsten Hochanregung zu einem Wechsel des dominanten Relaxationsprozesses kommt. Es wird ein Modell vorgestellt, mit dem der ladungsträgerdichteabhängige komplexe Brechungsindex für verschiedene Temperaturen berechnet wird. Dieses Modell wird angewandt, um in den untersuchten Strukturen die Brechungsindexänderung nach der gepulsten Hochanregung zu beschreiben. Es gelang der erstmalige Nachweis von Laseremission in CuI-basierten Mikrostrukturen. Der Laserprozess ist bis zu einer Temperatur von ca. 200 K stabil. Es wird gezeigt, dass Dreiecksmoden in der vorliegenden Mikrodraht-Kavität mit dreieckigem Querschnitt dominant sind. Weiterhin wurde eine temperaturabhängige Charakterisierung der bandkantennahen Emission (NBE) durchgeführt. Die Realstruktur der CuI-Mikrodrähte wurde umfassend mit REM, EDX und XRD untersucht.

Themen wie Verfügbarkeit der Rohstoffe, Materialsubstitution, Umweltverträglichkeit, Schonung der Ressourcen, aber auch Produktionskosten werden immer häufiger als Bewertungskriterien herangezogen. Die Notwendigkeit der intensiven Zusammenarbeit unterschiedlicher Fachdisziplinen rückt immer mehr in den Mittelpunkt, wenn innovative Lösungen für neue Anwendungen gefragt sind. Das Projekt AMARETO wurde mit dem Ziel initiiert, im Rahmen einer engen Kooperation der TU Bergakademie Freiberg, der TU Dresden, der TU Chemnitz und des Fraunhofer IWU deren herausragende Spitzenforschung zusammenzuführen und praxisnah umzusetzen, um die anwendungsnahe Forschung weiter voranzutreiben und den wissenschaftlichen Vorlauf in Sachsen wertschöpfend zu verankern. Unter dem Motto »Vom Werkstoff zum ressourcenschonenden Produkt« trafen sich am 31. Mai 2018 Vertreter von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft in Chemnitz zum ersten AMARETO-Kolloquium, um aktuelle Fragestellungen in den Bereichen Werkstoff-, Bauteil und Prozessentwicklung zu diskutieren. Im vorliegenden Tagungsband berichten die Projektmitarbeiter und -leiter gemeinsam über ihre aktuellen Forschungsergebnisse. Wesentlicher Ansatz des Projekts AMARETO ist es, die im Rahmen der Produktentstehung zu bearbeitenden Teilaufgaben – Entwicklung der Werkstoffe, Gestaltung und Dimensionierung von Bauteilen sowie Erarbeitung von Produktionsstrategien – enger miteinander zu verknüpfen und parallel sowie abgestimmt zu bearbeiten. Dies spiegelt sich im Tagungsband durch die Einbeziehung der Bereiche Smart Material, Smart Design und Smart Production wider. / Topics such as availability of raw materials, material substitution, environmental compatibility, conservation of resources, but also production cost are increasingly used as criteria for evaluation. The need for intensive cooperation between different disciplines becomes more and more important when innovative solutions for new applications are required. The AMARETO project was initiated with the aim of bringing together the outstanding top-level research of TU Bergakademie Freiberg, TU Dresden, TU Chemnitz and Fraunhofer IWU within the framework of close cooperation. A further project goal is the implementation of this research in a practical manner in order to further advance application-oriented research and anchor the scientific lead in Saxony in a value-adding manner. On 31 May, 2018 representatives from politics, industry and science met in Chemnitz for the first AMARETO colloquium under the heading 'From material to resource-saving product' to discuss current issues in the areas of development regarding materials, components and processes. In these conference proceedings, the project members and managers report together on their current research results. The main approach of the AMARETO project is to closely link the required subtasks of product development with each other - development of materials, design and dimensioning of components as well as the development of production strategies - and to work on them in parallel and in a coordinated manner. This is reflected in the conference proceedings due to the inclusion of the areas of Smart Material, Smart Design and Smart Production.

Electron beam powder bed fusion (PBF-EB/M) has been attracting great research interest as a promising technology for additive manufacturing of titanium aluminide alloys. However, challenges often arise from the process-induced evaporation of aluminum, which is linked to the PBF-EB/M process parameters. This study applies different volumetric energy densities during PBF-EB/M processing to deliberately adjust the aluminum contents in additively manufactured Ti–43.5Al–4Nb–1Mo–0.1B (TNM-B1) samples. The specimens are subsequently subjected to hot isostatic pressing (HIP) and a two-step heat treatment. The influence of process parameter variation and heat treatments on microstructure and defect distribution are investigated using optical and scanning electron microscopy, as well as X-ray computed tomography (CT). Depending on the aluminum content, shifts in the phase transition temperatures can be identified via differential scanning calorimetry (DSC). It is confirmed that the microstructure after heat treatment is strongly linked to the PBF-EB/M parameters and the associated aluminum evaporation. The feasibility of producing locally adapted microstructures within one component through process parameter variation and subsequent heat treatment can be demonstrated. Thus, fully lamellar and nearly lamellar microstructures in two adjacent component areas can be adjusted, respectively.