Unsere Forschung fokussiert sich auf die Modellierung von Defekten in Materialien zur Energieumwandlung und -speicherung, Substitutionsmaterialien sowie neuartigen nanostrukturierten Metallen und Gläsern. Wir entwickeln und verwenden eine Vielzahl partikelbasierter Simulationsmethoden und deren Kombination, um Materialeigenschaften und -prozesse zu untersuchen. Unsere Schlüsselkompetenz besteht darin, Defektstrukturen in Festkörpern mit rechnergestüzten Methoden auf Grundlage der Dichtefunktionaltheorie und mit klassischer Molekulardynamik zu untersuchen. Dabei kommen Hochleistungsrechner an der TU Darmstadt, in Jülich und München zum Einsatz.

Energiematerialien

Wir arbeiten an der Modellierung von Materialien für die Energiespeicherung in Festkörperbatterien, zur Energiewandlung in Solarzellen und zur Festkörperkühlung.

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Nanostrukturierte Materialien & Gläser

Mit Hilfe von molekulardynamischen Simulationen untersuchen wir die Struktur, Thermodynamik und Verformungseigenschaften von nanostrukturierten Materialien.

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Funktionale Oxide

Wir untersuchen das Zusammenspiel von Defekten und Materialeigenschaften in funktionalen Oxiden mit Hilfe von "first-principles" Rechnungen.

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Methoden und Software

Wir entwickeln interatomare Potentiale und arbeiten an Methoden zur visuellen Analyse von "big data" aus atomistischen Simulationen.

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Unsere Kompetenzen

  • Modellierung des Einflusses von Punktdefekten, Versetzungen und Grenzflächen auf elektronische, strukturelle, mechanische und kinetische Materialeigenschaften
  • Modellierung von Materialeigenschaften und Prozessen mit quantenmechanischen Methoden (Dichtefunktionaltheorie), atomistischen Vielteilchen-Methoden (Molekulardynamik, Monte-Carlo) und Multiskalenverfahren
  • Entwicklung von Visualierungs- und Analysemethoden