Start-up Funding 2021

Entwicklung von GW eingebetteten Modellen für die Berechnung von Spektren auf Kernebene für 2D Materialien und Schnittstellen

Das „EmbeddedCore“ Projekt wird theoretische Methoden für die Berechnung von Spektren auf Kernebene für fortschrittliche 2D Materialien sowie von Systemschnittstellen entwickeln. Röntgenphotoelektronenspektroskopie (engl.: X-ray photoelectron spectroscopy - XPS) ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die Materialcharakterisierung, allerdings sind die experimentellen Spektren im allgemeinen ohne die Hilfe von vorausschauenden theoretischen Methoden schwer zu interpretieren. Deshalb fokussiert sich das Projekt auf das Potential der sehr genauen, aber gleichzeitig rechnerisch sehr teuren Green’s Funktionstheorie in der GW-Annäherung für rechnerische Spektroskopie auf Kernebene von komplexen Materialien. Dies wird erreicht, indem der GW-Formalismus mit neuen Methoden kombiniert wird, um die rechnerische Durchführbarkeit zu gewährleisten, während die chemische Komplexität des untersuchten Systems berücksichtig bleibt. Die allgemeine Idee ist, GW auf ein kleines Teilsystem anzuwenden, wobei der Einfluss der Umgebung auf den Anregungsprozess durch Modellantwortfunktionen berücksichtigt wird. Das Projekt ergänzt die Bemühungen eines bereits existierenden Emmy-Noether Projektes, welches sich mit der rechnerischen Komplexität der Algorithmen befasst, um großflächige Anwendungen auf mehrere hundert bis zu 1000 Atomen zu ermöglichen. Beide Strategien können kombiniert werden, um noch größere Systeme von mehr als >1000 Atomen zugänglich zu machen, sowie bspw. van-der-Waals (vdW) Heterostrukturen, die durch die Assemblierung konjugierter 2D-Metallorganischer Gerüste (engl.: metal organic frameworks - MOFs) mit Graphen gebildet werden. Andere mögliche Anwendungen sind 2D Gerüststrukturen bestehend aus mehreren Schichten oder gestapelte Strukturen.

Teilprojektleitende

Dr. Dorothea Golze