Optische Materialien – Institut für Anorganische Chemie

Die Entdeckung moderner Materialien basiert zunehmend auf Methoden der computergestützten Chemie und der Datenwissenschaften. Unsere theoretische Forschung konzentriert sich auf optische und Quantenmaterialien und untersucht Licht-Materie-Wechselwirkungen – von der spektroskopischen Analyse bis hin zur quantendynamischen Zustandskontrolle.
Mithilfe von Laserpulsen und Elektronenstreuung regen wir elektronische Bewegungen an, um chemische Reaktionen durch Ladungsmigration oder Energietransfer einzuleiten. Unsere Gruppe entwickelt den modularen Elektronendynamik-Code Jellyfish, der elektronische Prozesse simuliert, analysiert und visualisiert. Ebenso treiben wir die methodische Weiterentwicklung durch den Einsatz von Quantenalgorithmen voran.

Die Spektroskopie ermöglicht es, die chemische Struktur von Materialien aufzuklären – von Atomen und Molekülen bis zu Nanostrukturen und Festkörpern. Wir kombinieren Elektronenstrukturmethoden mit maschinellem Lernen, um Spektren vorherzusagen und, gemeinsam mit unseren Partnern in der experimentellen Forschung, zu interpretieren.

Aktuelle Forschungsschwerpunkte sind u. a.:

Charakterisierung von Nanopartikeln mittels Röntgenspektroskopie
Förster-Resonanzenergietransfer zwischen Chromophoren
Interpartikulärer Coulomb-Zerfall und Elektroneneinfang in Quantenpunkten
Orientierung großer Moleküle auf Oberflächen
Aufbau und Funktionalität von Batteriematerialien

Unsere interdisziplinären Kooperationen im Bereich der optischen Materialien sind im Exzellenzcluster PhoenixD der Leibniz Universität Hannover verankert, während unsere Arbeiten zu Quantenmaterialien am Helmholtz-Zentrum Berlin stattfinden. Durch enge Zusammenarbeit und die kontinuierliche Weiterentwicklung rechnergestützter Methoden tragen wir dazu bei, die Grenzen der Forschung an optischen und Quantenmaterialien zu erweitern.