Multiskalenmethoden in der Materialwissenschaft
- Jörg Neugebauer (Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin)
Abstract
Bei einer Vielzahl von Fragestellungen aus der Materialwissenschaft bzw. zum Design von Bauelementen steht man vor der Herausforderung, Prozesse zu beschreiben, die sich räumlich und/oder zeitlich über bis zu zehn Größenordnungen gleichzeitig erstrecken. In der Vergangenheit war man daher häufig gezwungen, vereinfachende Modelle zu betrachten. Im Vortrag wird gezeigt, wie eine parameterfreie hierarchische Beschreibung der verschiedenen Skalen durch Kombination von Dichtefunktionaltheorie (zur Beschreibung des elektronischen Vielteilchensystems auf atomarer Skala) mit klassischen Konzepten der Thermodynamik, der Kontinuumsmechanik und der statistischen Physik möglich ist. Leistungsfähigkeit, aber auch (gegenwärtige) Grenzen dieses Zugangs werden an folgenden Fragestellungen diskutiert:
· epitaktisches Wachstum
· Selbstorganisation von Nanostrukturen
· Berechnung komplexer Phasendiagramme
· Simulation/Interpretation von Experimenten (STM, Photoemission, ...)
· Struktur von Biomolekülen
