Atomistisches Modellieren erlaubt einen direkten Einblick in die atomare Struktur und Zusammensetzung von Korngrenzen [Scheiber2016] und ermöglicht die Bestimmung von Segregationsprofilen und der Festigkeit von Korngrenzen in Metallen [Scheiber2015] ebenso wie die Untersuchung von mechanischen und elektronischen Eigenschaften von Phasengrenzen und Korngrenzen in Materialien für die Mikroelektronik [Popov2012].

Ein besonderer Schwerpunkt am MCL liegt in der Analyse von Korngrenzenfestigkeit unter dem Einfluss von Segregation. Anhand sogenannter High-Throughput-Rechnungen wird ermittelt, welche Legierungselemente an die Korngrenzen segregieren und wie Korngrenzenkohäsion dadurch beeinflusst wird. Das ermöglicht die Entwicklung von Legierungen mit stärker belastbaren Korngrenzen und somit höherer Festigkeit [Butrim2015, Li2015, Razumovskiy2015a, Scheiber2016, Scheiber2016a]. Die Aktivitäten auf diesem Gebiet haben am MCL zur Entwicklung einer speziellen Software zur Beschreibung von Korngrenzensegregation in Legierungen geführt [SEGROcalc].

Neben den Grenzflächen zwischen festen Phasen beschäftigen sich die ForscherInnen des MCL auch mit Oberflächen von Gassensormaterialien. In diesem Zusammenhang wird ausgehend von Ab-initio-Rechnungen die Adsorption von Molekülen auf Oxidoberflächen und deren Auswirkung auf die elektronischen Eigenschaften und die Leitfähigkeit des Materials untersucht.