Ferroische Materialen, Schichten und Anwendungen

Gruppenleiter: PD Dr. Sebastian Fähler

Ferroische Werkstoffe umfassen ferromagnetische, ferroelastische und ferroelektrische Materialien. Diese funktionalen Werkstoffe reagieren auf externe Stimuli wie Temperatur, magnetische und elektrische Felder, sowie mechanische Kräfte, was neue Funktionalitäten ermöglicht. Unsere Forschung umfasste die gesamte Bandbreite an wissenschaftlichen Fragestellungen, die von dem zugrundeliegenden Wirkprinzip, über die Herstellung von besseren Werkstoffen bis zu neuartigen Anwendungen reicht. Wir untersuchen folgende ferroische Werkstoffe: (Magnetische) Formgedächtnislegierungen und Schichten, die geeignet sind für Mikroaktoren und als epitaktische Schichten erlauben, die Bildung des martensitischen Gefüges zu verstehen und den Einfluss von schnellen Umwandlungen zu untersuchen. Auf der Anwendungseite fokussieren wir uns auf die Umwandlung von Niedrigtemperatur-Abwärme in elektrische Energie. Hierfür nutzen wir zwei Materialklassen: Ferromagnetische Werkstoffe und ferroelastische Formgedächtnislegierungen. 

Mitarbeiter:

Name	Geb./Raum	+49 351 260	Email	Position/Aufgaben
Bruno Neumann	707/224	2475	b.neumannhzdr.de	Doktorand für energy harvesting mit Formgedächtnismaterialien

Forschungsthemen

• Thermomagnetische Generatoren
• Energy Harvesting mit Formgedächtnislegierungen
• Magnetische Formgedächtnislegierungen und epitaktische Schichten
• Zeitabhängigkeit von martensitischen Umwandlungen

Laufende Drittmittelprojekte

• Heat4Energy - Magnetic Energy Conversion for Waste Heat
  Sebastian Fähler (HZDR), EU-Horizon Europe MSCA Doctoral Network, 2024-2028
• ThermoelasticHarvesting - Thermoelastic wires and generators for harvesting low grade waste heat
  Jan Frenzel (RUB), Sebastian Fähler (HZDR), DFG, 2025-2028

Abgeschlossene Projekte:

• Kopplungseffekte in wieder-programmierbaren Mikro-Materialien
  Sebastian Fähler (DFG, SPP 2206), Manfred Kohl (KIT), Frank Wendler (FAU), seit 2020
• Thermisches Micro Energy Harvesting durch Aktuierung thermomagnetischer Schichten
  Manfred Kohl (KIT), Sebastian Fähler (DFG, FA 453/14), seit 2013
• Martensitische Phasenumwandlungen und Zwillingsbildung in epitaktisch gewachsenen Nickel-Titan-Schichten
  Martin F.-X. Wagner (TU Chemnitz), Sebastian Fähler (DFG, FA 453/13), seit 2017

Publikationen