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Simulationsschnappschüsse der Morphologie einer gemischten PAA:PNIPAM-Bürste

Struktur und Dynamik von Polymer- und Lipidsystemen: Computersimulationen und selbstkonsistente Feldtheorie

Kollektive Phänomene, in denen Hunderte von Molekülen kooperieren, um sich selbstständig in Nanostrukturen zu organisieren, spielen eine wichtige Rolle in technischen und biologischen Prozessen (z.B. Kontrolle der Adsorption und Wirkstofffreisetzung in gemischten Polymerbürsten, “directed self-assembly” von Kopolymeren bei der Herstellung von mikroelektronischen Bauelementen, oder Änderungen der Membrantopologie in zellulären Transportvorgängen). Computersimulationen von vergröberten Modellen können die Struktur und Dynamik auf den relevanten Skalen – von Mikrosekunden bis Minuten und von mehrere Nanometer bis Mikrometer – untersuchen und liefern direkte Einblicke in die molekulare Struktur, die Freie-Energie-Landschaft und die kollektive Kinetik. Diese Ergebnisse tragen dazu bei, die Mechanismen der Strukturbildung und der Antwort auf äußere Stimuli zu verstehen und die Materialeigenschaften und Prozessbedingungen zu optimieren. Mehr: Struktur und Dynamik von Polymer- und Lipidsystemen: Computersimulationen und selbstkonsistente Feldtheorie …

Elektronische Struktur eines 3d-Übergangsmetallatoms auf metallischem Substrat berechnet mit CT-QMC.

Continuous Time Quantum Monte Carlo for Materials

Das Projekt „Continuous Time Quantum Monte Carlo for Materials“ untersucht die magnetischen Eigenschaften von Festkörpern, die in kristalliner Form vorliegen. Diese sind besonders für die Anwendung in der Elektronikindustrie von großer Bedeutung. Die Komplexität dieser Festkörpersysteme, insbesondere das durch starke Kopplung hervorgerufene kollektive Verhalten der Elektronen, sorgt auf der einen Seite für einen besonderen Reichtum an physikalischen Phänomenen, erschwert jedoch auf der anderen Seite die theoretische Beschreibung erheblich. Mithilfe von „Continuous Time Quantum Monte Carlo“-Algorithmen kann das Verhalten der Elektronen im Festkörper effizient simuliert und zur Berechnung der magnetischen Eigenschaften benutzt werden. Mehr: Continuous Time Quantum Monte Carlo for Materials …


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