I kurset lærer du om grundlæggende strukturelle/mekaniske, elektroniske og fotoniske egenskaber ved 2D-materialer, og hvordan disse kan udnyttes i praktiske anvendelser. 2D-materialer omfatter ikke kun grafen, men også hundredvis af andre forskellige ultratynde materialer med en række teknologisk relevante egenskaber, som kan kombineres og anvendes på mange forskellige måder.

Kurset bygger bro mellem grundlæggende viden inden for faststoffysik og materialefysik, via ingeniørmæssige tilgange, frem mod udvikling af teknologiske løsninger. Samtidig kommer du til at arbejde med selv at lave simple fysiske modeller relevante for anvendelsescases ved hjælp af AI-programmering (programmeringserfaring er en fordel, men ikke en forudsætning).

Gennem en kombination af teoretiske, praktiske og kommunikative aktiviteter bliver du i stand til at analysere en avanceret materialeteknologisk anvendelse og omsætte denne til en gennemarbejdet forskningsansøgning. Dette er særligt relevant, uanset om du er eksperimentelt eller teoretisk orienteret i dit MSc-/ph.d.-projekt, eller planlægger at arbejde med avancerede materialer og teknologier i industrien. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• forklare basale strukturelle, mekaniske, elektroniske og fotoniske egenskaber ved 2D-materialer og diskutere hvordan de adskiller sig fra tilsvarende 3D-materialer
• beskrive centrale metoder til syntese, overførsel, integration og device-fabrikation for 2D-materialer samt diskutere deres muligheder og begrænsninger
• analysere udvalgte anvendelsescases inden for 2D-materialebaseret teknologi med fokus på sammenhængen mellem materialevalg, fysisk virkemåde, komponentdesign og funktionalitet
• vurdere hvordan materialernes egenskaber kan udnyttes til udvalgte teknologiske løsninger, for eksempel inden for elektronik, fotonik, sensing, neuromorf computing eller filtrering
• anvende og kritisk vurdere nyere forskningslitteratur inden for 2D-materialer og relaterede anvendelser
• identificere væsentlige tekniske udfordringer, skaleringsbarrierer og udviklingsmuligheder i omsætningen af 2D-materialer fra grundforskning til praktiske anvendelser
• opstille en simpel kvantitativ fysisk model for en relevant materialeteknologisk problemstilling, ved brug af programmering med eller uden kunstig intelligens
• gennemføre mindre skriftlige analyser af de behandlede cases, hvor materialeegenskaber, fysisk modellering og teknologisk relevans kobles i en sammenhængende faglig argumentation
• formulere en selvstændig forskningsidé og omsætte den til en gennemarbejdet forskningsansøgning med klare mål, metodevalg, forventede resultater og realistisk faglig begrundelse
• præsentere og diskutere en forskningsansøgning mundtligt samt give og modtage kvalificeret faglig feedback i dialog med medstuderende og undervisere

I kurset lærer du om fysik og teknologi bag 2D-materialer gennem 5 udvalgte anvendelsescases med et særligt potentiale og relevans for praktiske anvendelser på kortere eller længere sigt. For hver case vil du studere de grundlæggende materialeegenskaber, fysikken bag komponenter og anvendelser samt de tilhørende tekniske metoder og udfordringer. Du vil også kritisk gennemgå den nyeste forskningslitteratur, analysere tekniske barrierer og muligheder for at omsætte teknologien til praktiske anvendelser.

Dette års teknologiske anvendelsescases er (1) fleksible transistorer til kunstige nethinder, (2) memristorer til neuromorf computing, (3) optiske komponenter baseret på 2D-materialer med højt brydningsindeks, (4) magnetsensorer til måling af strømme i nerveceller og hjerner, (5) afsaltning af vand ved hjælp af justerbar nanoporefiltrering.

Kurset begynder med et intensivt introduktionsforløb i syntese- og fabrikationsteknikker for 2D-materialer og afsluttes med et afsluttende projekt, hvor du skriver en forskningsansøgning baseret på din egen idé. Du vil også lære at bruge generativ AI-programmering til at udvikle og validere beregningsmodeller for de forskellige anvendelsescases, så du kan understøtte din forståelse af og forudsigelser af teknologiernes performance og ydeevne. Bogkapitler, noter, videnskabelige artikler, præsentationer fra undervisningen. 04. maj, 2026