Materialvetenskap
Utgår från de minsta byggstenarna för att se hur de tillsammans skapar egenskaperna hos material.
Dessa projekt pågår inom området:
Metoder för magnetism och magnetiseringsdynamik
Vi utvecklar nya teorier och beräkningsmetoder för att studera och förstå magnetiska fenomen från grunden. Dessa metoder använder vi för att förutsäga nya funktionella magnetiska material som behövs för framtida hållbara tillämpningar.
Långsiktigt projekt, period 2010-pågående
PI/kontaktperson: Olle Eriksson
Lärosäte: Uppsala universitet
Materialteori
Skyrmioner är partikelliknande virvelliknande magnetiska strukturer som kan tänkas användas i framtida beräkningstillämpningar. Bilden visar en skyrmion som bildas tack vare kemisk oordning på en yta.
Kemi för komplexa material
Materialkemi är av enorm industriell betydelse (katalys, funktionella ytor, elektrokemiska gränssnitt, ...). Samtidigt är sådana system mycket komplicerade vilket innebär en stor e-vetenskaplig utmaning. Vi utvecklar en mix av fysikaliska och data-baserade beräkningsstrategier för att övervinna dessa barriärer. Vi tillämpar sedan metoderna inom multiskalsimulering för att undersöka molekylära mekanismer över olika längd- och tidsskalor.
Långsiktigt projekt, period 2010-pågående
PI/kontaktperson: Kersti Hermansson och Peter Broqvist
Lärosäte: Uppsala universitet
Den kondenserade materiens kemi
Assembling a toolbox for atomistic simulations of clay: Validation of experiments and coarse-grained modelling
Syftet med projektet är att utveckla verktyg för att studera struktur och svällning hos lager av lerkorn på både grov- och atomnivå. Leror, som varit viktiga för mänsklig användning sedan urminnes tider, får sina unika egenskaper när de kommer i kontakt med vatten och sväller. Detta gör dem värdefulla i bland annat byggmaterial och industrin, som tätningsmaterial vid kärnavfall och gruvavfall. I forskningen fokuserar vi på hur lerans mikroskopiska struktur påverkas av lösningens fysikalisk-kemiska egenskaper och närvaron av olika molekyler, med målet att kunna modellera större och mer komplexa system effektivt.
Period: 2022–2024
PI/kontaktperson: Marie Skepö
Lärosäte: Lunds universitet
Data-inspired engineering of backstage atoms in quantum chemistry
Det primära fokuset i detta projekt är att utveckla och finjustera en verktygslåda för approximativ behandling av stora system, genom en datadriven design av pseudoatomer för periferin av den viktigaste delen av en molekyl eller kristall.
Period: 2025–2026
PI/kontaktperson: Valera Veryazov
Lärosäte: Lunds universitet
New algorithm for neutron and X-ray scattering in concentrated samples
Projektet kommer att använda datorsimuleringar och avancerad spridningsteori i kombination med experiment för att förutsäga och förstå neutron- och röntgenspridning i biomolekylära lösningar med hög täthet. Målet är att ta fram ett nytt, mycket effektivt beräkningsverktyg för att beskriva anisotropi i molekylform och mångkroppsinteraktioner. Viktigt är att det kommer att införliva effekten av vattensolvatiseringslager i spridningssignalen, vilket rutinmässigt försummas inom området.
Period: 2022–2024
PI/kontaktperson: Mikael Lund
Lärosäte: Lunds universitet
Magnetic metals modelling
Den stora nyheten i det aktuella projektet ligger i användningen av tvåpartikelkorrelationsfunktioner i tid och rum för korrelerade elektroner (beräknade med hjälp av dynamisk medelfältteori, DMFT) för att extrahera egenskaperna hos magnetiseringsdynamiken samtidigt som man tar hänsyn till elektronernas ambulerande natur i magnetiska metaller. Nya beräkningsförbättringar gör det för första gången möjligt att beräkna dessa korrelationsfunktioner i realistiska modeller (multi-orbital, med spinn-bankoppling, etc.). Med den kombinerade tekniska expertis som finns i vårt team är vi idealiskt positionerade för att driva detta fält framåt.
Period: 2023–2024
PI/kontaktperson: Erik van Loon
Lärosäte: Lunds universitet
High-resolution computational modelling of domain formation in metal halide perovskite nanocomponents: Targeting next-generation solar energy technology
Under de senaste åren har perovskit identifierats som ett alternativt material för solceller, med egenskaper som är jämförbara med, eller överstiger, de hos det vanligt förekommande kislet. Dessutom kan solceller baserade på perovskit tillverkas till en bråkdel av den kostnad och energi som krävs när man använder kisel. Ett stort fokus har lagts på metallhalogenidperovskiter (MHP), men för att utnyttja den höga prestanda som MHP erbjuder i optoelektroniska enheter som solceller, och för att säkerställa långsiktig tillförlitlighet hos enheterna, måste de nuvarande luckorna i förståelsen av förhållandena mellan struktur och egenskaper på nanoskala i MHP överbryggas. För att göra detta kommer projektet att dra nytta av PFC-simuleringar (phase field crystal) på atomskala för att karakterisera utvecklingen av domäner och defekter i MHP.
Period: 2024–2025
PI/kontaktperson: Håkan Hallberg
Lärosäte: Lunds universitet