Seminarbericht

Vom 31. Mai bis 4. Juni 2026 trafen sich im Physikzentrum Bad Honnef internationale Expertinnen und Experten sowie Nachwuchswissenschaftler, um aktuelle Entwicklungen in der Forschung ferroischer Materialien zu diskutieren. Im Mittelpunkt stand ein Paradigmenwechsel: Neben klassischen ferroelektrischen, ferromagnetischen und ferroelastischen Zuständen rücken zunehmend neue Ordnungsformen in den Fokus – etwa kompensierte antiferroische Strukturen, komplexe dreidimensionale (3D) Domänen und elektrische/magnetische topologische Texturen. Neue Abbildungsmethoden und theoretische Verfahren ermöglichen nun bislang unerreichbare Einblicke in deren Struktur und Dynamik.

Das Seminar verband grundlegende Konzepte mit moderner Mikroskopie, Theorie und ultraschneller Kontrolle. Ein Schwerpunkt war die Klassifizierung ferroischer Ordnung: Wie lassen sich etablierte und zukünftige Zustände in einem einheitlichen Rahmen erfassen? Besonders herausfordernd bleibt die systematische Einordnung antiferroischer Phasen. Ein weiterer Fokus lag auf der Visualisierung: Daher wurden komplementäre Techniken von nichtlinear-optischer Mikroskopie über Röntgen- und Elektronenmikroskopie bis zu Rastersondenverfahren vorgestellt. Besonderes Augenmerk galt 3D-Abbildungen, da Projektionen oft nur partielle Informationen liefern. Die zunehmende Bedeutung der dritten Dimension wurde betont, insbesondere für nanoskalige Anwendungen. Die räumliche Auflösung erreicht heute den atomaren Bereich; selbst die Wirkung einzelner Fremdatome ist sichtbar. Ein dritter Schwerpunkt war die Verbindung von Experiment und Theorie: Atomistische Simulationen, Phasenfeldmethoden, zeitaufgelöste Ansätze und maschinelles Lernen ermöglichen es heute, komplexe Domänenstrukturen und ihre Dynamik realistisch zu beschreiben. Dies erlaubt eine direkte Kopplung von Abbildungen und mikroskopischen Modellen, was die Dateninterpretation revolutioniert. Zukunftsorientierte Beiträge beleuchteten Nichtgleichgewichtsphänomene, ultraschnelle Kontrolle, Altermagnetismus und die Möglichkeit, ferroische Ordnung als Manifestation multipolarer Ordnung zu verstehen.

Die lebhaften Diskussionen bei Vorträgen und der Postersitzung im Freien unter der Sonne von Bad Honnef zeigten: Die Kombination neuer Konzepte mit leistungsfähigeren Abbildungsmethoden gibt dem Feld entscheidende Impulse. Dies führt zu hochinteressanten Fragen, die nicht nur grundlagenorientiert sind, sondern auch neue Wege für funktionale Materialien in Energie- und Informationstechnologien eröffnen.

Wir danken im Namen aller Teilnehmer der WE-Heraeus-Stiftung für die tatkräftige organisatorische Unterstützung.
 

Prof. Dr. Dennis Meier, Universität Duisburg-Essen, Deutschland
Prof. Dr. Manfred Fiebig, ETH Zürich, Schweiz