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