Nanostrukturforschung und Nanotechnologie

Band 2 des vierteiligen Lehrbuchs behandelt weitere Materialien und Systeme, mit denen sich die Nanostrukturforschung aktuell befasst und die für die Nanotechnologie relevant sind. Als ausgewiesener Experte gibt Uwe Hartmann einen hervorragenden Gesamtüberblick über die weiche kondensierte Materie inklusive der Materie biologischen Ursprungs und grundlegende Nanobausteine wie etwa DNA, supramolekulare Strukturen, Kohlenstoffallotrope oder auch Cluster.

Das Werk wendet sich an Studierende der Physik, Natur- und Ingenieurwissenschaften, sowohl begleitend als auch ergänzend zur Vorlesung.

Der zweigeteilte Band 3 des vierteiligen Lehrbuchs vermittelt weitere Materialien und Systeme sowie analytische Methoden und Verfahren in der Nanostrukturforschung und der Nanotechnologie. Dabei wird theoretischen und experimentellen Ansätzen sowie dem interdisziplinären Charakter des Gesamtgebiets gleichermaßen Rechnung getragen. Basierend auf etablierten Erkenntnissen aus den jeweils relevanten natur- und ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen liegt der Fokus des Lehrbuchs auf den aktuellsten Ergebnissen aus Forschung, Entwicklung und auch Anwendung.

• Sehr ausführliche Behandlung struktureller, mechanischer, elektronischer, magnetischer, optischer, chemischer und biologischer Eigenschaften von Nanopartikeln.
• Herstellung und Anwendungen von Nanopartikeln der unterschiedlichsten Materialien.
• Grundlagen der zwei-, ein- und nulldimensionalen Materialsysteme.
• Unterschiedlichste monoatomare Schichten und ihre elektronischen Eigenschaften.
• Quantendrähte und Quantenpunkte und ihre Anwendungen in Elektronik und Optoelektronik.
• Metamaterialien und ihre spektakulären Eigenschaften.
• Superlinsen und photonische Kristalle.

Der zweigeteilte Band 3 des vierteiligen Lehrbuchs vermittelt weitere Materialien und Systeme sowie analytische Methoden und Verfahren in der Nanostrukturforschung und der Nanotechnologie. Dabei wird theoretischen und experimentellen Ansätzen sowie dem interdisziplinären Charakter des Gesamtgebiets gleichermaßen Rechnung getragen. Basierend auf etablierten Erkenntnissen aus den jeweils relevanten natur- und ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen liegt der Fokus des Lehrbuchs auf den aktuellsten Ergebnissen aus Forschung, Entwicklung und auch Anwendung.

• Theoretische Konzepte zur Beschreibung der vielfältigen und speziellen Eigenschaften von Nanostrukturen.
• Statisches und dynamisches Verhalten von Nanosystemen auf unterschiedlichen Längen- und Zeitskalen.
• Simulationen und numerische Verfahren in zahlreichen Varianten.
• Grundlagen der modernen Rastersondenverfahren.
• Rastertunnel-, Rasterkraft- und optische Rasternahfeldmikroskopie sowie spezielle Rastersondenverfahren.
• Atomar aufl ösende und abbildende Verfahren.
• Aktuelle und zukünftige Entwicklungen der Nanoanalytik.

der letzte Band des vierteiligen Lehrbuchs gibt einen Überblick über bestehende Anwendungen der Nanotechnologie sowie über vielversprechende Anwendungspotentiale. Die Kategorisierung orientiert sich dabei einerseits an präparatorischen Kategorien, wie Oberflächen, Partikel und Massivmaterialien. Andererseits liefern Nanostrukturforschung und Nanotechnologie in Anwendungsbereichen wie der Elektronik, der miniaturisierten elektromechanischen Systeme, der Fluidik, der Optik oder der Biotechnologie neuartige Problemlösungsstrategien, Materialien und Bauelemente. Nanotechnologische Konzepte werden daher in Bezug auf jedes der genannten Anwendungsfelder diskutiert. Ergänzt wird dies durch eine Darstellung der spezifischen Bedeutung der Nanotechnologie für einzelne Branchen, wie Werkstoff– und chemische Industrie, Pharmaindustrie, Automobilindustrie oder Informations– und Kommunikationsindustrie. Abschließend werden Gefahrenpotentiale, die mit der Nanotechnologie verbunden sind, auf der Basis unseres derzeitigen Wissens diskutiert.