H. Löwen, A. Menzel: Modellierung und theoretische Beschreibung magnetischer Hybridmaterialien - Brückenschlag von meso- zu makroskopischen Skalen
Beschreibung
Mit Hilfe diskreter Dipol-Feder- und Partikel-Matrix-Modelle sowie statistischer Theorien sollen die strukturellen und dynamischen Eigenschaften magnetischer Hybridmaterialien beschrieben werden. Unsere mesoskopische Modellierung berücksichtigt explizit die Translations- und Rotationsfreiheitsgrade magnetischer Dipolteilchen sowie aus einer umgebenden Polymermatrix resultierende elastische Wechselwirkungen zwischen diesen Teilchen.
Zum einen werden diese Modelle analytisch und in verschiedener Komplexität numerisch untersucht. Zum anderen sollen entsprechende klassische Vielteilchentheorien zur Materialbeschreibung entwickelt werden. Besonderes Augenmerk liegt zum Beispiel auf Gedächtniseffekten in den magnetischen Dipolorientierungen, Spannungsdehnungsverhalten, dynamischen Aspekten sowie dem kombinierten Einfluss äußerer magnetischer und mechanischer Felder.
Ziel ist es, am Ende im Rahmen von einfachen Modellen und Vielteilchentheorien sowie unter Berücksichtigung der Ergebnisse experimenteller Gruppen das Materialverhalten zu verstehen und zu beschreiben. Unsere mesoskopischen Modelle sollen einerseits mit Hilfe von mikroskopischen Daten aus anderen Gruppen angepasst und verfeinert werden. Andererseits soll ausgehend von den mesoskopischen Vielteilchentheorien eine Brücke hin zu den makroskopischen Skalen errichtet werden.
Einfache Dipol-Feder-Modelle als erster Ausgangspunkt zur Entwicklung klassischer Vielteilchentheorien: Teilchen mit Dipolorientierungen ui an Orten ri innerhalb eines Abstands rc werden mit elastischen Federn verbunden.
Projektleiter
Prof. Dr. Hartmut Löwen, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
PD Dr. Andreas M. Menzel, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Projektmitarbeiter
Peet Cremer, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Mate Puljiz, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Giorgio Pessot, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Förderzeitraum
2013 -
Publikationen
[1] M. A. Annunziata, A. M. Menzel, H. Löwen, J. Chem. Phys. 138, 204906 (2013).
[2] E. Allahyarov, A. M. Menzel, L. Zhu, H. Löwen, Smart Mater. Struct. 23, 115004 (2014).
[3] G. Pessot, P. Cremer, D. Y. Borin, S. Odenbach, H. Löwen, A. M. Menzel, J. Chem. Phys. 141, 124904 (2014).
[4] M. Tarama, P. Cremer, D. Y. Borin, S. Odenbach, H. Löwen, A. M. Menzel, Phys. Rev. E 90, 042311 (2014).
[5] A. M. Menzel, J. Chem. Phys. 141, 194907 (2014).
[6] A. M. Menzel, Phys. Rep. 554, 1 (2015).
[7] G. Pessot, R. Weeber, C. Holm, H. Löwen, A. M. Menzel, arXiv:1502.03707 (2015).
[8] A. Kaiser, K. Popowa, H. Löwen, arXiv: 1503.03315 (2015).
[9] C. Passow, B. ten Hagen, H. Löwen, J. Wagner, arXiv: 1503.05893 (2015).
Kontakt
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Institut für Theoretische Physik II: Weiche Materie
Universitätsstraße 1, Gebäude 25.32
D-40225 Düsseldorf