Unser Fokus liegt auf Dichtefunktionaltheorie (DFT)-basierte Methoden mit verschiedenen Funktionalklassen.

Der Großteil der durchgeführten Arbeiten verwendet Dichtefunktionaltheorie (DFT)-basierte Methoden. Dabei liegt ein Fokus neben der Verwendung verschiedener Funktionalklassen (generalized gradient approximation; hybrid; range-separated hybrid, etc.) für die passende Fragestellung insbesondere auf der korrekten Beschreibung von Dispersions-Wechselwirkungen (DFT-D3), was sich in jüngerer Vergangenheit als unabdingbar für die Beschreibung von Oberflächen-Chemie herausstellte.

Molekulare Untersuchungen stützen sich zudem auf ab initio-Methoden (MP2, CCSD(T)) zur Validierung der erhaltenen DFT-Ergebnisse.

Die Untersuchung der chemischen Bindung erfolgt auf vielfältige Weise über Molekülorbital-Analyse, atomare Partialladungen, topologische Untersuchungen der Elektronendichte und insbesondere die Energie-Dekompositions-Analyse (EDA) und deren orbital-aufgelöste Variante (EDA-NOCV). Hierbei kommt auch die in der Gruppe entwickelte periodische Variante (pEDA) zur Anwendung. [Artikel 54]

Ergänzt wird dieses Methodenarsenal um molekulardynamische Ansätze, Berechnung von Phononen und Reaktionskinetik an Oberflächen. Im Bereich der ab initio Molekulardynamik (AIMD) haben wir wichtige Erkenntnisse bezüglich der Abtastung des Konfigurationsraums komplexer Adsorbate auf Oberflächen gewinnen können. [Artikel  85, 91] Des Weiteren erlaubt diese Methode eine Abschätzung über Lebensdauern von Reaktionsintermediaten, die wir für das von uns intensiv untersuchte System Cyclooctin auf Silizium [Artikel 80] durchführten. 

In Zusammenarbeit mit der Gruppe Stephan W. Koch (Theoretische Physik, Marburg) kombinierten wir Grundzustands-Rechnungen mit der mikroskopischen Mehrkörper-Theorie der Koch-Gruppe, um ähnlich zu etablierten quantendynamischen Ansätze die elektronischen Eigenschaften (z.B. Photolumineszenz-Spektren) multinärer Halbleiter-Materialien zu erklären und vorherzusagen.[ Artikel 83, 90]

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