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Atomistic Modelling: Software
Universitätslehrerverband der
Montanuniversität Leoben (ULV)
Programmentwicklung und breites Know-How auf dem Gebiet der parameterfreien
Berechnung von Materialeigenschaften im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie.
Rechenzyklus
Excitonen-Wellenfunktion
in Polyacetylen.
Programme. Das in der Arbeitsgruppe entwickelte Softwarepaket
EXCiT!NG basiert auf der Dichtefunktionaltheorie (DFT) und verwendet
die Linearized Augmented Planewave (LAPW) Methode. Bei dieser
Methode wird das Potential der Atomkerne nicht angenähert, sondern
voll berücksichtigt, was die Methode besonders genau macht. Neben
dem EXCiT!NG Code wurden auch Erweiterungen für den Wien2k
Code geschrieben. Zudem werden auch andere Methoden und Programme
(PWSCF, PAW, etc.) verwendet.
Rechenmethode. Das Herzstück eines DFT Codes wie EXCiT!NG
besteht in der Berechnung der Gesamtenergie und Ladungsverteilung
der Elektronen im Potential der Atomkerne. Jedes Elektron spürt nicht
nur das Feld der Kerne, sondern auch das der anderen Elektronen. Aus
diesem Grund geht man von einer Startverteilung der Elektronen aus,
errechnet das daraus resultierende Potential und verwendet dieses um
eine neue Elektronendichte zu berechnen. Dieser Zyklus wird so lange
durchlaufen, bis eine auskonvergierte Elektronendichte gefunden ist.
Jürgen Spitaler
Lehrstuhl für Atomistic Modelling
and Design of Materials
an der MUL seit: 1/2006
Zur Person:
Studium der Physik an der Universität Graz
Doktorat Theoretische Physik, Universität Graz
Berechnung von Materialeigenschaften. Ausgehend von der Elektronendichte
und den Energieniveaus lassen sich die weiteren physikalische
Eigenschaften eines Materials berechnen und dadurch gezielt neue Materialien
mit bestimmten Anforderungen „designen“. Derzeit implementiert
sind u. a. die Berechnung von strukturellen Eigenschaften, Gitterschwingungen,
elastischen Eigenschaften, optischen Eigenschaften, Elektron-
Loch-Wechselwirkung (Excitonen), Ramanspektren, und Transportparameter.
Elektronendichte
von NaV 2 O 5
Elektronendichte einer
Vanadium Leiter (Konturplot).
Raman Spektrum
von NaV 2 O 5
Forschungsschwerpunkte:
EXCiT!NG Code: Betreuung, Codeentwicklung
Parameterfreie Berechnung von Materialeigenschaften im
Rahmen der Dichtefunktionaltheorie (DFT)
Ab-initio Berechnung von Gitterschwingungen und
Ramanspektren
Elektron-Phonon Wechselwirkung
Niedrigdimensionale Verbindungen (Vanadium Ladder
Compounds)