2D+ Materials (Nanomaterials Synthesis and Integration)

Research Statement

Unser Forschungsinteresse gilt der Synthese, Integration und Charakterisierung von niedrigdimensionalen Nanomaterialien mit einem besonderen Schwerpunkt auf zweidimensionalen (2D) Materialien.

Illustration des Research Statements

© Bernhard Bayer

Unser Forschungsansatz.

Unter Verwendung fortschrittlicher in-situ- und hochauflösender Materialcharakterisierungstechniken entwickeln wir rationale Synthese- und Integrationsprotokolle für Kohlenstoff- (Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhren) und verwandte anorganische Nanomaterialien (hexagonales Bornitrid, Übergangsmetall-Dichalcogenide, Pntogene). Schlüsseltechniken für die Synthese von Nanomaterialien sind die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und seit kurzem auch die Flüssigphasenexfoliation (LPE). Zur Materialcharakterisierung setzen wir insbesondere eine einzigartige Kombination von spektroskopischen und diffraktiven in-situ-Techniken unter realistischen Synthese- und Prozessbedingungen ein (in-situ-Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und Röntgendiffraktometrie (XRD)), gekoppelt mit hochauflösender (Raster-)Transmissionselektronenmikroskopie ((S)TEM).

Illustration eines Indium Nanoclusters.

Silizium-geankerte Indium-Einzelatome und Indium-Nanoclusters auf Graphen. ACS Nano (2021) Link: doi.org/10.1021/acsnano.1c03535

Damit wollen wir ein industriell skalierbares, kontrolliertes Wachstum von niedrigdimensionalen Nanomaterialien und ihre kontrollierte Integration mit anderen funktionellen Materialien wie Metallen, Metalloxiden und organischen Stoffen ermöglichen. Dies trägt zur Verwirklichung eines breiten Spektrums von Anwendungen für Nanomaterialien bei, darunter kostengünstige, transparente, flexible Elektronik, effiziente, kostengünstige Energiegewinnung, -speicherung und -umwandlung sowie ultradünne funktionelle Beschichtungen.

Illustration von in-situ-Studien zur CVD von Graphen aus Kupferkatalysatoren

© Bernard Bayer

In-situ Untersuchung von Graphen CVD auf Kupfer Substraten. Nano Lett. (2013) Link: http://dx.doi.org/10.1021/nl4023572

2D Bismutoxycarbonat als Photokatalysator für Erzeugung von Grünem Wasserstoff aus Wasserspaltung

2D Bismutoxycarbonat als Photokatalysator für Erzeugung von Grünem Wasserstoff aus Wasserspaltung. Adv. Sustain. Syst. (2022) Link: https://arxiv.org/abs/2105.09885

Fördermittel

Wir danken mehreren Fördereinrichtungen für die Unterstützung unserer Arbeit sowie zahlreichen Partnern aus Industrie und Wissenschaft. Einen detaillierten Überblick über die geförderten Projekte finden Sie auf der Seite Fördermittel.

Bis heute hat Dr. Bayer als Principal Investigator (PI) insgesamt ~1.1M EUR an Drittmitteln eingeworben, u.a. von der FFG (Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft), der Europäischen Kommission/Marie-Sklodowska-Curie-Aktionen und der OeAD (Agentur für Bildung und Internationalisierung).

Zusammenstellung meherer Logos: OEAD, FFG, Europäische Kommission.

© Bernhard Bayer

Unsere Fördergeber.

Direkte Visualisierung von lokaler Deformation in freitragenden Graphen-Membranen mittels gekoppelter in-situ Rasterkraft- und Rasterelektronenmikroskopie.

© Bernhard Bayer

Direkte Visualisierung von lokaler Deformation in freitragenden Graphen-Membranen mittels gekoppelter in-situ Rasterkraft- und Rasterelektronenmikroskopie. Appl. Phys. Lett. (2021) Link: https://dx.doi.org/10.1063/5.0040522

Team und PI

Einen Überblick über die derzeitigen und ehemaligen Teammitglieder finden Sie auf unserer Seite Team und PI.

Unsere Forschungsbemühungen werden von Dr. Bernhard C. Bayer, dem Leiter der Nachwuchsgruppe, geleitet. Nach einem PhD und einem College Research Fellowship an der University of Cambridge, UK und einem Marie-Sklodowska-Curie-Fellowship an der Universität Wien, Österreich, kam Dr. Bayer an das Institut für Materialchemie der TU Wien, um die Nachwuchsgruppe Nanomaterials Synthesis and Integration aufzubauen. Weitere Informationen zu Dr. Bayers Lebenslauf finden Sie auf der Seite Team und PI.

Gruppenfoto von Bernhard Bayers Gruppe.

© Bernhard Fickl

2D+ NMSI Team und PI.

Publikationen

Bis heute haben wir mehr als 65 von Experten begutachtete Publikationen in internationalen Zeitschriften veröffentlicht, darunter ACS Nano, Adv. Funct. Mater., Appl. Phys. Lett., J. Phys. Chem. C, Chem. Mater. und Nano Lett. mit >3900 Zitaten und einem h-Index von 34 (Google-Scholar).

Für eine aktuelle Publikationsliste besuchen Sie bitte Dr. Bayers Google Scholar Profil: http://scholar.google.at/citations?user=zbm4vKoAAAAJ, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Für aktuelle Informationen zu Veröffentlichungen folgen Sie uns bitte auf Twitter (@nanobayer): https://twitter.com/nanobayer, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Atomar aufgelöste in-situ Rastertransmissionselektronenmikroskopie von Kristallisation von Molybdän-Disulfid.

Atomar aufgelöste in-situ Rastertransmissionselektronenmikroskopie von Kristallisation von Molybdän-Disulfid. ACS Nano (2018) Link: http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.8b04945

Join us!

Wir sind ständig auf der Suche nach Praktikant_innen, Bachelor-, Master- und PhD-Kandidat_innen mit einem Hintergrund in Chemie, Materialwissenschaften, Physik und Ingenieurwesen.

Auf allen Ebenen streben wir interessante learning-through-research Projekte an, bei denen man ein breites Spektrum an Synthese- und ergänzenden Charakterisierungstechniken kennenlernt sowie die Anwendungen der neu synthetisierten Materialien überprüft. Bereits ab dem Bachelorstudium ist es für uns wichtig, dass jedes neue Teammitglied mit seiner Arbeit einen Beitrag zur Spitzenforschung im Bereich der Nanomaterialien leistet, was oft schon in kürzeren Praktika oder Bachelorarbeiten zu Veröffentlichungen führt (jüngstes Beispiel: Nicole Roszas Bachelorarbeit als Beitrag zu https://arxiv.org/abs/2105.09885, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster).

Derzeit haben wir insbesondere viele interessante Angebote für Master- und Bachelor-Arbeiten. Bitte zögern Sie nicht, mit uns Kontakt aufzunehmen (bernhard.bayer-skoff@tuwien.ac.at)!

Derzeit haben wir 2 PhD Stellen zu vergeben: Siehe Ausschreibungen PhD-Stelle 1, öffnet eine Datei in einem neuen Fenster und PhD-Stelle 2, öffnet eine Datei in einem neuen Fenster. Bewerbungsfrist: 08.09.2022

“Quasi-in-situ” Untersuchungen von Fabrikation von Indium/Indiumoxide auf Graphen Heterostrukturen

“Quasi-in-situ” Untersuchungen von Fabrikation von Indium/Indiumoxide auf Graphen Heterostrukturen. Adv. Funct. Mater. (2020) Link: http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202003300