Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Linear and Non-linear Response Properties and Spectroscopy of Solids from Relativistic TDDFT

Alternativ tittel: Lineære og ikke-lineære responsegenskaper og spektroskopi av faste stoffer fra relativistisk tidsavhengig tetthetsfunksjonalteori

Tildelt: kr 3,6 mill.

Fremgang innen tekologier som elektronikk, solceller og lasere krever stadig nye materialer med de riktige egenskapene. Det å oppdage disse materialene er en utfordrende oppgave som krever teoretisk forståelse i kombinasjon med datasimuleringer. I dag gjøres slike datasimuleringer ved å løse den kvantemekansike Schrödingerligningen. Dette har lenge vert metoder å gjøre dette for materialer bestående av lette atomer som for eksempel karbon og hydrogen. Men mange nye og nyttige materialer er sammenstatte av tunge atomer, for eksempel metaller. Det at atomene er tyngre må vi ta høyde for og det kan vi gjøre ved å inkludere relativistiske effekter. Dette gjøres gjennom å løse den mer kompliserte Dirac-ligningen istedenfor Schrödingerligningen. Mitt prosjekt vil svare på etterspørselen etter et dataprogram for materialvitenskapelig forskning som vil beskrive de relativistiske effektene. Jeg vil utvikle en metode basert på Dirac-ligningen som vil være i stand til å beskrive materialers elektriske og optiske egenskaper. Jeg vil tilbringe mobilitetsfasen min i Hamburg i gruppen til Angel Rubio som har god erfaring innen faststoff-fysikk, interaksjoner mellom lys og materie og programutvikling. Resultatet av forskningen vil bli en del av et programbiblioteket som vil bli integrert i kvantekjemiprogrammet ReSpect som utvikles ved UiT. Det vil bli gjort tilgjengelig for forskere som arbeider med å forutsi materialegenskaper for å akselerere fremgangen innen dette fagfeltet.

ProSpectS is a project aimed at the development and applications of a novel computational methodology for the prediction of linear and second-order non-linear optical properties of solid-state materials. These spectroscopic properties are measured to characterize materials for applications in electronics, optics, or photonics. Moreover, the development of novel radiation sources such as X-ray free electron lasers drives the adoption of new types of spectroscopies based on ultrafast and multi-photon processes. These advances create demand for new theoretical tools able to predict and interpret the results of such experiments. ProSpectS aims to respond to this demand by delivering a computer program that will include relativistic effects in full four-component Dirac regime. This will enable its applicability for materials containing all elements across the periodic table including heavy elements. The combination of relativistic effects with all-electron description in localized basis sets will, in turn, ensure correct description of X-ray spectra. Finally, the damped response time dependent density functional theory approach to material properties will offer favourable balance between accuracy and computational cost and allow treatment of near-resonant, high-frequency, or high-density of states spectral regions.

Aktivitet:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek