Projekte

Abstract: Das Projekt im derzeitigen Stand gliedert sich in mehrere Vorhaben, die sich auf die Theorie der Ionendynamik in komplexen Festkörpern beziehen, darüber hinaus auch atomare Diffusions- und Wachstumsprozesse sowie allgemeine Theorien zur Statistischen Physik des Nichtgleichgewichts mit einschließen.

1. Polymere Ionenleiter
   Die Untersuchungen sollen einen Beitrag zum Verständnis von Polymerelektrolyten dienen, einer Materialklasse mit hohem Potential hinsichtlich der Entwicklung elektrochemischer Bauelemente. Mit Hilfe kinetischer Monte Carlo Simulationen wird die Dynamik von Systemen bestehend aus Gitterpolymeren und Ionen untersucht. Die Wechselwirkung zwischen Kationen und spezifischen Polymergruppen bedingt subtile Konkurrenzeffekte zwischen Ionenkonzentration und -mobilität bzw. Netzwerksteifigkeit. Gleichzeitig wird eine analytische Theorie der Diffusion von Molekülen durch eine ungeordnete, zeitlich fluktuierende Matrix entwickelt, die sich auf Konzepte der dynamischen Perkolation stützt.
   

 

2. Dielektrische Eigenschaften stark ungeordneter Systeme
   An ionenleitenden Gläsern, stark gestörten Kristallen sowie auch an Elektronenleitern mit hohem Unordnungsgrad wird über viele Dekaden hinweg ein frequenz-unabhängiger dielektrischer Verlust beobachtet. Mechanismen dieses universellen Phänomens werden in der Literatur kontrovers diskutiert. Eine mögliche Ursache besteht in der korrelierten Relaxation von zufällig positionierten polaren Defektzentren. Dies wurde durch kinetische Monte Carlo Simulationen nachgewiesen und durch Skalenargumente unterstützt. Parallel dazu werden auf der statistischen Feldtheorie beruhende analytische Berechnungsverfahren für ungeordnete Dipolsysteme entwickelt.
   

 

3. Wachstumskinetik metallischer Nanostrukturen
   Mit Hilfe von Simulationen werden die Oberflächennukleation sowie metastabile Clusterstrukturen in Modellen für binäre metallische Nanolegierungen untersucht. Ein besonderes Interesse richtet sich auf die Möglichkeit einer wachstumsbedingten strukturellen Anisotropie magnetischer Cluster, die eine magnetische, senkrecht zum Substrat gerichtete Anisotropie nach sich zieht. Eine senkrechte Anisotropie in 2-dimensionalen Clusteranordnungen ermöglicht die Erhöhung der Speicherdichte magnetischer Speichermedien. Weitere Untersuchungen erstrecken sich auf die Beeinflussbarkeit des Wachstumsprozesses durch Magnetfelder sowie auf die Clusterstabilitiät während des Frühstadiums des Wachstums im Submonolagenbereich.
   (http://www.uni-konstanz.de/FuF/Physik/Forschung/sfb_www.htm)

    

4. Zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie
   Eine zeitabhängige Verallgemeinerung der klassischen Dichtefunktionaltheorie wird weiterentwickelt und an Hand der nichtlinearen Dynamik von stochastischen Gittergasen und Potts-Modellen getestet. Mit ähnlichen Ansätzen wird auch die Frage verfolgt, wie Randbedingungen beim Übergang von der mikroskopischen zu einer mesoskopischen Beschreibungsebene herzuleiten sind.
   

    

5. Block-Copolymere in eingeschränkter Geometrie
   Mit Hilfe eines kürzlich entwickelten "Soft-particle"-Modells für Block-Copolymere werden Ordnungsprozesse in dünnen Filmen berechnet. Besonderes Augenmerk gilt der Konkurrenz zwischen der intrinsischen Längenskala für lamellare Ordnung und der Potentialperiode vorstrukturierter Begrenzungen. (http://www.uni-konstanz.de/FuF/Physik/IGK/index.htm)

    

• Dieterich, Wolfgang - Projektleiter

• FB Physik