Projekte und Kooperationen

Sonderforschungsbereich 'Nichtgleichgewichtsdynamik kondensierter Materie in der Zeitdomäne' (SFB 1242)

 

Projekt B2: Ab-Initio Simulationen elektronischer Anregungen und ihrer Relaxation

Mittels zeitabhängiger Dichtefunktionaltheorie sollen in weniger als einer Pikosekunde ablaufende, elektronisch stimulierte Prozesse simuliert werden in niedrig-dimensionalen Systemen, d.h. Molekülen, Oberflächen oder zweidimensionalen Materialien. Dabei interessieren uns die optische Absorption und das Zusammenspiel der inneren Freiheitsgrade nach erfolgter Anregung. Den untersuchten Materialsystemen ist gemeinsam, dass die Kräfte im elektronisch angeregten Zustand so stark sind, dass man zwischen der Anordnung der Atome im Grundzustand und in einem langlebigen Nichtgleichgewichtszustand hin- und herschalten kann.

Vergleichbare Prozesse treten auch bei elektronisch angetriebenen Phasenübergängen an Oberflächen auf, so z.B. auf der Si(100)-Oberfläche.

Zu den  Methoden, die zur Simulation der Dynamik eingesetzt werden, gehört unter anderem eine Implementierung der zeitabhängigen Dichtefunktionaltheorie in einem Code mit atom-zentrierten Orbitalen als Basissatz, speziell zugeschnitten auf niedrig-dimensionale Systeme, in Kombination mit Ehrenfest-Dynamik, wenn die Bewegung der Atomrümpfe von Interesse ist.

 

Projekt B7: Einheitliche theoretische Beschreibung der Relaxation in Elektronensystemen

Die Anregung eines Elektronensystems auf ultrakurzen Zeitskalen, z.B. bei Femtosekunden-Laserpulsen, erzeugt komplexe Vielteilchendynamik. Die dominanten Relaxationsmechanismen können sich mit der seit der Anregung vergangenen Zeit und den relevanten Kopplungsstärken ändern. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer umfassenden Beschreibung dieser Relaxationsphänomene durch eine Kombination unterschiedlicher theoretischer Modelle. Dies wird durch eine Methodenentwicklung an den Schnittstellen der beteiligten Modelle erreicht. Die resultierende Theorie wird unser allgemeines Verständnis von Nichtgleichgewichtsdynamik signifikant erweitern und eine Basis für die Interpretation von pump-probe-Experimenten liefern.

Kontakt

Prof. Dr. Peter Kratzer

Fakultät für Physik
Universität Duisburg-Essen
Lotharstr. 1
Raum: MG 371
47048 Duisburg
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Tel.: +49-(0)203-379-3313
Fax: +49-(0)203-379-4732

Sekretariat

Annemarie Tappert, M.A.

Raum: MG 324
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Tel.: +49-(0)203-379-4731
Fax: +49-(0)203-379-4732