Hauptinhalt

Forschung

Die Entwicklung nachhaltiger Energietechnologien und neuartiger Quantenmaterialien erfordert ein Verständnis auf der Ebene einzelner Atome und Elektronen. Ob es um die Lebensdauer von Batterien, die Effizienz von Solarzellen, die Stabilität von Elektroden in elektrochemischen Reaktoren oder die Funktionalität von Nanoelektronik geht – stets bestimmen atomare Prozesse wie Ladungstransfer, strukturelle, chemische und elektronische Dynamik, Defektbildung oder optische Anregungen die Eigenschaften des Materials. Viele dieser Mechanismen sind bis heute nur unzureichend verstanden und limitieren damit die Umsetzung technischer Visionen.

Unsere Arbeit setzt genau hier an. Wir untersuchen die elektronische Struktur, die optischen Eigenschaften und die Dynamik von Materialien mit ab initio Methoden, die quantenmechanische Gesetze ohne empirische Vereinfachungen berücksichtigen und Vorhersagen direkt aus ersten Prinzipien ermöglichen. Dazu entwickeln wir neue Verfahren für Hochleistungsrechner und wenden sie auf elektrochemische Grenzflächen, Systeme reduzierter Dimensionalität und Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften an.