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Festkörperphysik und Chemie

Schnelle Entwicklungen in aktuellen und zukünftigen Technologien erfordern, dass relevante physikalische Phänomene auf atomarer Ebene verstanden und entwickelt werden. Zwei wichtige Beispiele sind die silizium-basierten CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) Technologie und Katalysatoren.

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Materialwissenschaften

Neuartige Materialien ermöglichen neue Technologien und bieten Lösungen für globale Herausforderungen und für den industriellen Fortschritt. Es gibt eine steigende Anforderung an Anwendungen, die eine Herausforderung für die Entwicklung neuer Materialien darstellen. Modellhafte Beispiele für neue Technologien, die eine hochpräzise Untersuchung von Atomstrukturen erfordern, finden sich in der Energieforschung, zum Beispiel für Verbesserungen der Energieeffizienz oder die Realisierung neuer Energieumwandlungs- und Speichertechnologien.

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Weiche Materie

Neue chemische Methoden und Technologien ermöglichen die Synthese von molekularen und polymeren Nanomaterialien mit neuartigen Funktionalitäten. Die Anwendungsbereiche reichen von Strukturmaterialien und elektronischen Schaltelementen bis hin zu Katalysatoren und biokompatiblen Werkstoffen. Aufgrund von potentiellen Schäden stehen alle Charakterisierungsmethoden mit einer hohen räumlichen Auflösung vor Herausforderungen, wenn sie auf solche Materialien angewendet werden.

Biowissenschaften

Zwei Bereiche, die in den Biowissenschaften angegangen werden, sind die Bestimmung des dreidimensionalen Aufbaus komplexer molekularer Strukturen und die Bestimmung der Strukturen biologischer Zellen und deren Komponenten.

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