MCL – MATERIALS CENTER LEOBEN FORSCHUNG GMBH
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GESCHÄFTSBEREICHE MCL
UND LABORAUSSTATTUNG
Atomistic Modelling
Die Methode des Atomistic Modelling wird bereits seit 2008 in COMET K2 Projekten
eingesetzt. Mit Ende 2011 wurde nun am MCL eine eigene Gruppe für dieses Fachge-
biet etabliert. Im Folgenden werden Grundlagen des Atomistic Modelling sowie einige
Anwendungsbeispiele vorgestellt.
Unter Atomistic Modelling versteht man die Berechnung von Materialeigenschaften
ausgehend von der atomaren Struktur, wobei der Schwerpunkt am MCL derzeit auf
sogenannten Ab-initio-Rechnungen liegt. Bei die-
ser Art von Rechnungen werden keinerlei Para-
meter aus dem Experiment verwendet, sondern
die Eigenschaften eines Materials allein aus der
chemischen Zusammensetzung und den unge-
fähren Atompositionen bestimmt. Dies geschieht
durch die Lösung von physikalischen Grundglei-
chungen, aus denen die Elektronendichte und
Gesamtenergie des Materials resultieren. Daraus
lassen sich im Grunde alle anderen Materialgrö-
ßen ableiten.
In den letzten Jahren haben Ab-initio-Berech-
nungen zunehmend in den Materialwissenschaf-
ten Einzug gehalten. Während bis vor wenigen
Jahren wegen des großen Rechenaufwandes nur
relativ einfache Materialtypen zugänglich waren,
ermöglichen moderne Hochleistungsrechner und
verbesserte Algorithmen inzwischen auch die
Untersuchung komplexerer Materialien am Com-
puter.
Die Aktivitäten in diesem Bereich erfolgten bisher in enger Zusammenarbeit mit
dem Lehrstuhl für Atomistic Modelling and Design of Materials der Montanuniversi-
tät Leoben und lieferten wesentliche Beiträge für eine Reihe von COMET-Projekten
sowie ein NonK-Projekt. Ab-initio-Programme kommen
dabei in so unterschiedlichen Bereichen wie der Berech-
nung der Grenzflächeneigenschaften in Oxidschichten, der
Bestimmung von Stapelfehlerenergien in Stählen, und der
Untersuchung von Phasenstabilität und elastischen Eigen-
schaften in NiTi-basierten Formgedächtnislegierungen
zum Einsatz. Im Rahmen des NonK-Projekts AtoMat ist das
MCL auch im Bereich der Ab-initio-Programmentwicklung
tätig: So wird der Ab-initio-Code exciting um Features zur
Berechnung technologisch relevanter Materialeigenschaften erweitert und an die Be-
dürfnisse der industriellen Anwendung angepasst.
Neuer Arbeitsbereich am MCL:
Atomistic Modelling