Die Materialwissenschaft gemeinsam voranbringen
Systeme mit stark korrelierten Elektronen (SKE) zählen zu den faszinierendsten und herausforderndsten Forschungsthemen in der Physik der kondensierten Materie. Als mögliche Bausteine der nächsten Generation der Mikro- und Nanoelektronik sind Übergangsmetalloxide als Teil der SKE-Werkstoffe von großem Interesse. Vor diesem Hintergrund förderte das EU-finanzierte Projekt ATHENA (Advanced theories for functional oxides: New routes to handle the devices of the future) die Zusammenarbeit zwischen einigen der besten Labore in Europa und Indien. Die europäischen Partner entwickelten zu Beginn Methoden zur Analyse verschiedener Ab-initio- bzw. Grundlagenmodelle. Sie konzentrierten sich auf die Dichtefunktionaltheorie – eine der am häufigsten verwendeten rechnergestützte Tools zur Untersuchung und Vorhersage des Verhaltens isolierter Moleküle und Bulk-Materialien. Die indischen Partner konzentrierten sich unter Verwendung von Mehrkörpermodellen, wie den Hubbard Hamiltonian-Techniken, auf denen die meisten Beschreibungen des korrelierten Elektronentransports basieren, auf die Modellierung von Post-Grundlagen. Dann schlossen sich die Partner zusammen, um die entwickelten Methoden und Techniken zur Erforschung der wichtigsten strukturellen, elektronischen, magnetischen und thermodynamischen Eigenschaften von SKE-Systemen anzuwenden. Die Ergebnisse zeigten, dass die kombinierten Ansätze der Grundlagenmodelle auch in der Lage waren, die fundamentalen elektronischen und magnetischen Eigenschaften sowie Transportmerkmale von magnetischen Oxid-Heterostrukturen zu untersuchen. Sie bewerteten den neu entwickelten Ansatz in der Beschreibung verschiedener Schnittstellen mit unterschiedlichen Funktionalitäten. Das Ziel war zu bestimmen, ob die integrierten Grundlagenmodelle Oxid-Systeme mit verbesserten Funktionalitäten beschreiben und konstruieren können. Das Projekt organisierte Schulungen zu theoretischen Methoden im Zusammenhang mit SKE-Materialien. Diese richteten sich insbesondere an Doktoranden und Postdoktoranden. Die Forschungsergebnisse wurden in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht und in nationalen und internationalen Konferenzseminaren verbreitet. ATHENA schuf eine kritische Masse an europäischen und indischen Fachleuten, die sich mit der Untersuchung von SKE befasst. Auf diese Weise werden die Festkörper- und Feststoffgemeinschaften bei der Entwicklung von neuen Mikro- und Nanoelektronikgeräten in innovative und neueste Methoden und Ressourcen eingeweiht werden.
Schlüsselbegriffe
Materialwissenschaft, Elektronik, Übergangsmetalloxide, stark korrelierte Elektronen, funktionale Oxide
