Figure 1 - 2D materials and hybrid heterostructures interacting with light
Foto: Prof. Dr. Caterina CocchiElektronische Eigenschaften und Licht-Materie-Wechselwirkung in 2D-Materialien und deren Heterostrukturen
Wir verfolgen das Ziel, zu verstehen, wie strukturelle und morphologische Freiheitsgrade in niedrigdimensionalen Materialien und ihren Heterostrukturen deren elektronische Struktur sowie die Wechselwirkung mit Licht modifizieren. Zu diesem Zweck wenden wir Methoden an, die auf der Dichtefunktionaltheorie und der Vielteilchen-Störungstheorie basieren, und erweitern diese.
Von besonderem Interesse sind Übergangsmetalldichalkogenide und deren Grenzflächen mit konjugierten Molekülen.
Wesentliche Entwicklungen:
LayerPCM, eine Erweiterung des polarisierbaren Kontinuumsmodells zur Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Molekülen und geschichteten Substraten: https://pubs.aip.org/aip/jcp/article/154/22/224114/313403Externer Link
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Figure 2 – Sustainable materials for clean energy conversion and storage: Data driven discovery and characterization.
Foto: Prof. Dr. Caterina CocchiComputergestützte Durchmusterung und Charakterisierung nachhaltiger Materialien für Technologien der sauberen Energie auf Basis von Erste-Prinzipien-Methoden
Wir modellieren neuartige Materialien für Technologien der sauberen Energie – einschließlich Photovoltaik, Katalyse und Batterien – auf Basis von Ab-Initio-Methoden. Mithilfe modernster Methoden, die vom Hochdurchsatz-Screening bis zur Vielteilchen-Störungstheorie reichen, untersuchen wir die strukturellen, elektronischen, optischen und schwingungsspektroskopischen Eigenschaften einer breiten Palette von Materialien: von organischen Mischungen und Kristallen über anorganische Halbleiter und Oxide bis hin zu Halogenperowskiten und metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs).
Zu den Zielanwendungen zählen Solarzellen, ultrakohärente Elektronenquellen sowie die Energieumwandlung und -speicherung.
Wesentliche Entwicklungen:
High-throughput screening library “Automated ab-Initio Material Modelling and Data Analysis Toolkit (aim2dat)” - https://github.com/aim2dat/aim2datExterner Link
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Figure 3 – Tw-dimensional electron spectroscopy from first principles.
Foto: Prof. Dr. Caterina CocchiUntersuchung dynamischer Wechselwirkungen zwischen Materialien und elektromagnetischen Feldern auf Basis von Ab-Initio-Methoden
Wir untersuchen die Wechselwirkungen zwischen organischen, anorganischen und hybriden Materialien und (intensiven) elektromagnetischen Feldern unter Anwendung der zeitabhängigen Dichtefunktionaltheorie. Unser primäres Interesse gilt dem Verständnis, wie die Eigenschaften des Materials (Zusammensetzung, Struktur etc.) und die des externen Feldes (Dauer, Intensität, Trägerfrequenz, Polarisation, zeitliche Verzögerung etc.) die nichtlineare Antwort beeinflussen.
Wesentliche Entwicklungen:
Ab-Initio 2D Elektronspektroskopie - https://pubs.aip.org/aip/apr/article/11/1/011305/3105956Externer Link
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