Arbeitsgruppen

Die Gruppe “Biomolekulare Modellierung und Simulation” untersucht die Wechselwirkungen zwischen Biomolekülen auf atomarer Ebene mit Hilfe modernster Molekulardynamik-Methoden. Unser Ziel ist es, neuartige Struktur-Funktions-Beziehungen in biochemischen Systemen zu verstehen, um deren biologische Relevanz in Pysiopathologie, Biotechnologie und Biomimetik zu erfassen.

Schwerpunkt der Arbeitsgruppe „Computergestützte Additive Fertigung“ liegt in der Entwicklung von neuen Methoden und Software für die Material- und Prozesssimulation im schnell wachsenden Industriebereich der additiven 3D-Druck-Technologien. Die Forschungsprojekte der Arbeitsgruppe sind meistens sehr anwendungsorientiert und werden in einer engen Kooperation mit den namhaften Industrieunternehmen durchgeführt.

Die HMI Gruppe untersucht Grenzflächen zwischen technischen Materialien und biologischen Makromolekülen auf atomarer Ebene, durch den Einsatz von sowohl rechnerische als auch experimentelle Techniken. Die verwendeten Modellierungsmethoden reichen von der Dichtefunktionaltheorie bis zu grobkörnigen Kraftfeldern, mit starkem Fokus auf enhanced-sampling Molekulardynamik.

Es werden unterschiedliche atomistische Modellierungsmethoden verwendet, um Struktur und Eigenschaften von kristallinen mikroporösen Materialien besser zu verstehen. In der laufenden Forschung wird insbesondere die Wechselwirkung von Zeolithen mit pharmazeutisch aktiven Molekülen und anderen funktionellen organischen Molekülen untersucht.

Wir sind eine Theoretische-Festkörperphysik-Gruppe, die vorwiegend Phänomene an der Schnittstelle von Nichtgleichgewicht-Vielteilchenphysik, Quantenmaterialien und Quantenoptik untersucht. Wir berechnen Modellsysteme, machen atomistische quantenmechanische Simulationen und entwickeln quelloffene wissenschaftliche Software.

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung quantenchemischer Methoden zur Simulation von Molekülen, die durch hydrostatischen Druck oder mechanische Kraft deformiert werden. Die entwickelten Methoden werden für das computergestützte Design funktioneller Materialien sowie für die Simulation chemischer Reaktionen und Adsorptionsprozesse verwendet.

Wir untersuchen verschiedene Halbleitersysteme, die als neue aktive Materialien in der Elektronik oder Optoelektronik geeignet sind. Hierbei wird das Wechselspiel von Nanostrukturierung und elektronischen Eigenschaften sowie die Anregungsdynamik von Ladungsträgern studiert. Im Zusammenspiel von Nichtgleichgewichts- und Vielteilcheneffekten werden neuartige Nanolaser modelliert oder die optischen Eigenschaften von Quantenmaterialien untersucht.