Mechanisch flexible Kristalle können gebogen werden, ohne dabei zu zerbrechen. Je nach Art der Verformung können sie als mechanisch plastisch (irreversibel) oder elastisch (reversibel) biegbar eingestuft werden. Die verbesserten mechanischen Eigenschaften machen sie zu einer faszinierenden neuen Klasse von Materialien. Sie sind vielversprechend für die Entwicklung neuer funktioneller Bauelemente wie zum Beispiel fortschrittliche optoelektronische Elemente, intelligente Sensoren und künstliche Muskeln.
Die derzeitigen Herausforderungen auf dem Forschungsgebiet der mechanisch flexiblen Kristalle umfassen ihre eingeschränkte Verfügbarkeit, ein fehlendes Verständnis für den Biegemechanismus und die Erforschung möglicher Anwendungen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit allen drei Bereichen und zielt darauf ab, 1) robuste
Strategien zu entwickeln, um den Zugang zu mechanisch flexiblen Kristallen zu erleichtern, 2)
ein atomistisches Biegemodell für einen mechanisch elastischen Kristall auf Grundlage von
μ-fokussierter Einkristall-Röntgenbeugung und Dichtefunktionaltheorie-Berechnungen zu
entwickeln und 3) die Lichtleitereigenschaften mechanisch flexibler Kristalle zu untersuchen, einschließlich der Verwendung elastischer und plastischer Kristalle und der Herstellung einer miniaturisierten photonisch integrierten Schaltung. / Mechanically flexible crystals can be bent without breaking. Depending on the nature of the deformation, they can be classified as mechanically plastic (irreversible) or elastic (reversible) bendable. The improved mechanical properties make them a fascinating new class of materials. They are promising materials for the development of new functional materials, including advanced optoelectronics, smart sensors, and artificial muscles.
Current challenges in the research field of mechanically flexible crystals are the limited accessibility of these materials, the lack of mechanistic understanding of the bending mechanism, and the investigation of potential applications.
The present work addresses all three areas with the aim of 1) developing robust strategies to
facilitate access to mechanically flexible crystals, 2) developing an atomistic bending model
for mechanically elastic crystals based on μ-focused single crystal X-ray diffraction (SCXRD)
and density functional theory (DFT) calculations, and 3) investigating the waveguide properties of mechanically flexible crystals, including the use of elastic and plastic crystals and the fabrication of a micro-scale photonic integrated circuit.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/30004 |
| Date | 16 September 2024 |
| Creators | Feiler, Torvid |
| Contributors | Emmerling, Franziska, Braun, Thomas, Grepioni, Fabrizia |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | (CC BY 4.0) Attribution 4.0 International, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
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