Forschungsportfolio und Weiterentwicklung

Die Forschung am IIM hat sich historisch stark an den Anwendungen von Ionenstrahlen zur Modifikation und Analyse von dünnen Schichten orientiert, und spiegelt sich im Betrieb des Ionenstrahlzentrums (IBC) als Nutzereinrichtung. Darüber hinaus ist das IIM auch für die Betreuung von Nutzern des Freie-Elektronenlasers an ELBE verantwortlich. Die untersuchten Materialen, oft in Form von Nanostrukturen, umfassen ein breites Spektrum, zumeist charakterisiert durch ihre Relevanz für zukünftige Anwendungen in der Informationstechnologie.

Zu den etablierten wissenschaftlichen Schwerpunkten am IIM gehören:

• Ionengestützte Synthese und Modifikation von Halbleiterstrukturen für die Nano- und Optoelektronik
• Wechselwirkung von (hoch)geladenen, niederenergetischen oder fokussierten Ionenstrahlen mit Festkörperoberflächen inkl. atomistischer Simulationen
• Kurzzeit- und THz-Spektroskopie niederenergetischer Anregungen in Halbleitern und Quantenmaterialien, insbesondere unter Einsatz des Freie-Elektronen Lasers an ELBE.

Die weltweiten wissenschaftlichen Entwicklungen im vergangenen Jahrzehnt erfordern jedoch eine Erweiterung dieser Schwerpunkte, die das IIM u. a. durch aktive Personal­rekru­tierung umsetzt. Dabei ist es gelungen, über verschiedene Programme der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Emmy-Noether-Programm), der Helmholtz-Gemeinschaft (Rekru­tierungs­initiative, Nachwuchsgruppen, Post-Doktoranden) sowie des HZDR (High Potential Program) hervor­ragende Nachwuchswissenschaftler*innen und etablierte Forscherpersönlichkeiten für das Institut zu gewinnen. Damit einher ging ein starkes quantitatives und qualitatives Wachstum aller Kenngrößen (Personal, Publikationen, Drittmittel), wobei einige Forschungsaktivitäten auch reduziert oder beendet wurden (z. B. Materialforschungslabor an HZDR-Beamline ROBL in Grenoble). Konsequenterweise ist nun eine Anpassung und Weiterentwicklung der Strategie des IIM sinnvoll und notwendig.

Diese neuen Schwerpunkte sind die folgenden Forschungsgebiete:

• Strukturelle und elektronische Eigenschaften von 2D-Materialien
• Hybride Quantensysteme als Bindeglied von Photonik, Elektronik und Magnonik
• Magnon- und Optospintronics: Neue Hardware-Konzepte für neuromorphes Computing.

Darüber hinaus werden mit der Etablierung und Erweiterung der Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) auch interdisziplinäre Forschungsgebiete erschlossen.