In der Arbeitsgruppe Kristall- und Festkörperphysik von Prof. Dirk C. Meyer steht das weite Feld der funktionellen Oxide im Mittelpunkt aktueller Forschungsinteressen. Dies bezieht sich auf deren Nutzung für neue und innovative Materialien für Hochleistungsbauteile. Der Materialdefekt und seine Eigenschaften stehen im Zentrum der Betrachtung, da die Anwesenheit von Baufehlern gewünschte Materialeigenschaften zum einen erst erzeugen, zum anderen aber auch verhindern kann.
Eine Übertragung findet der strukturphysikalische und chemische Ansatz seit ca. zehn Jahren zugleich in dem Bereich der Batterieforschung. Dabei konnte eine international geachtete Position in Aluminium-basierten Systemen unter Nutzung Polymer-basierter Feststoffelektrolyte erlangt werden und die Basis für eine weitere (auf erzielten Ergebnissen im Bereich der Lithium-Ionenbatterien erfolgte) Ausgründung geschaffen werden.
Die bearbeiteten Forschungsthemen reichen von der Grundlagenforschung bis hin zur Heranführung an den Markt. Es stehen Herausforderungen mit besonderer gesellschaftlicher Relevanz im Fokus: Die Entwicklung von Funktionsmaterialien für moderne Datenspeicher und Sensoren sowie für die Energie- und Stoffwandlung, insbesondere für elektrochemische Energiespeicher.
Ausgehend von der Synthese und gezielten Modifikation von Materialien durch verschiedene Arten des Energieeintrags werden Struktur-Eigenschafts-Beziehungen insbesondere mit modernen Methoden der Röntgendiffraktometrie und -spektroskopie aufgeklärt.
Unter Verantwortung von Prof. Dirk Meyer wurden drei im Rahmen des Verfahrens nach Art. 91b GG bewilligte Forschungsgroßgeräte in das ZeHS eingebracht. Dabei handelt es sich um eine Anlage zum Sputtern und Blitzlampentempern, ein Hochtemperatur-Röntgendiffraktometer
und eine Kreuzstrahl-Laserablation. Zudem wurde eine Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsanlage aus dem BMBF-Projekt R2R-Battery im Forschungsbau aufgestellt. Die Arbeiten fanden Ergänzung im BMWi-Projekt ProBaSol. Beide genannten Vorhaben setzen gemäß des Kerns der Forschungsprogrammatik des ZeHS für die Fertigung auf zeitlich flexibel einsetzbare, strombasierte Hochtemperatur-Prozesse. Dabei übersteigen charakteristische Temperaturen etwa unter Nutzung von Plasmen jene der Sonne um viele Größenordnungen.
Im Forschungsbau wurden Ankerpunkte des Deutschen Elektronen-Synchrotrons DESY (Leitung Prof. Dr. Matthias Zschornak) und des Freiberger Zentrums für Pyroelektrizität (Leitung Dr. Hartmut Stöcker) geschaffen.
Die Arbeitsgruppe strebt auf weitere Vernetzung der am ZeHS aufgenommenen Arbeiten hinsichtlich komplementärer Methoden für die Analyse und die Überbrückung der Synthese, ausgehend von der Laborskala, hin zu industriellen Technologien, wie in der Forschungsprogrammatik des ZeHS vorgesehen. Aktuelle Forschungsprojekte bilden zahlreiche Anknüpfungspunkte für das gesamte Umfeld.
