Институт Макса Планка по исследованию твердого тела - Max Planck Institute for Solid State Research

Институт Макса Планка по исследованию твердого тела
СокращениеMPI-FKF
Формирование1969; 51 год назад (1969)
ТипНаучный институт
ЦельИсследования в физика и химия твердых тел
Штаб-квартираШтутгарт, Германия
Управляющий
Профессор Хиденори Такаги
Головная организация
Общество Макса Планка
Интернет сайт(по-английски)
(на немецком)

В Институт Макса Планка по исследованию твердого тела (Немецкий: Max-Planck-Institut für Festkörperforschung) был основан в 1969 году и является одним из 82 институтов Макса Планка Общество Макса Планка. Он расположен на территории кампуса в Штутгарте, вместе с Институт Макса Планка интеллектуальных систем.

Фокус исследования

Исследования в Институте твердого тела им. Макса Планка сосредоточены на физике и химии конденсированных сред, включая особенно сложные материалы и науку о нанометрах. В обеих этих областях особый интерес представляют явления электронного и ионного переноса.

Организация

В настоящее время в институте работает восемь кафедр.[1]

Теория электронной структуры

Во главе с Али Алави, кафедра теории электронной структуры занимается разработкой ab initio методы лечения коррелированные электронные системы, с помощью Квантовый Монте-Карло, квантовая химия и методологии многих тел. Ab initio методы (включая теорию функционала плотности) будут применяться к интересующим проблемам гетерогенного катализа, химии поверхности, электрохимии и фотохимии.

Спектроскопия твердого тела

Кафедру спектроскопии твердого тела возглавляет Бернхард Кеймер. Коллективные квантовые явления в высококоррелированных электронных материалах изучаются спектроскопическими методами и методами рассеяния. Темы, представляющие особый интерес в настоящее время, включают взаимодействие между зарядовыми, орбитальными и спиновыми степенями свободы в оксидах переходных металлов, механизм высокотемпературной сверхпроводимости и управление поведением электронной фазы в сверхрешетках оксидов металлов. Отдел также разрабатывает новые спектроскопические методы, такие как нейтронная спектроскопия высокого разрешения и спектральная эллипсометрия.

Наноразмерная наука

Исследовательские усилия Департамента наномасштабных наук, которыми руководит Клаус Керн, сосредоточены на науке и технологиях нанометрового масштаба с упором на восходящую парадигму. Целью междисциплинарных исследований на стыке физики, химии и биологии является получение контроля над материалами на атомном и молекулярном уровне, что позволяет разрабатывать системы и устройства со свойствами, определяемыми квантовым поведением, с одной стороны, и приближающимися к функциональным возможностям живого вещества. с другой стороны.

Нанохимия

Отдел Lotsch использует современные методы нанохимии и сочетает их с классическими методами твердотельного синтеза для разработки материалов со сложными профилями свойств, включая двумерные системы и слоистые гетероструктуры, пористые каркасы, фотонные наноструктуры и твердые электролиты для применения в (фото ) каталитические, сенсорные и твердотельные батареи. Наше исследовательское видение состоит в том, чтобы преобразовать фундаментальные исследования в экологически чистые материалы для решения современных глобальных проблем, особенно в области преобразования и хранения энергии.

Физическая химия твердых тел

Под руководством Иоахима Майера кафедра физической химии твердого тела занимается электрохимия и ионный транспорт. Упор делается на ионные проводники (такие как неорганические или органические протоны, проводники ионов металлов и кислорода) и смешанные проводники (обычно перовскиты). Исследования варьируются от изучения основных механизмов до разработки материалов для электрохимических применений (батареи, топливные элементы, датчики). Особое значение имеет научная основа области наноионики.

Твердотельная квантовая электроника

Вызванные квантово-механическими явлениями гетероструктуры, выращенные из сложных материалов, открывают потрясающий потенциал для создания новых электронных систем. Многие из них обладают выдающимися качествами, которые иначе не встречаются в природе. Разработка, рост и исследование таких электронных систем находятся в центре внимания Департамента твердотельной квантовой электроники, возглавляемого Клаус фон Клитцинг.

Квантовая теория многих тел

Под руководством Вальтера Мецнера электронные свойства твердых тел анализируются и вычисляются в Отделе квантовой теории многих тел с особым упором на системы, в которых электронные корреляции играют решающую роль, такие как купраты, манганиты и другие оксиды переходных металлов. Помимо нарушающих симметрию фазовых переходов, приводящих к магнетизм, орбитальный и зарядный заказ, или сверхпроводимость, корреляции также могут вызывать локализацию электронов и многие другие поразительные эффекты многих тел, не описываемые приближением независимых электронов.

Квантовые материалы

Запутывание электронов в твердых телах в сочетании с деталями структуры кристаллической решетки порождает удивительно богатое разнообразие электронных фаз, которые представляют собой жидкие, жидкокристаллические и кристаллические состояния зарядовых и спиновых степеней свободы. Эти сложные электронные фазы и тонкая конкуренция между ними очень часто приводят к появлению новых функций. Отдел квантовых материалов, возглавляемый Хиденори Такаги, изучает эти интересные новые фазы в оксидах переходных металлов и родственных соединениях, где узкие d-полосы, вызывающие сильные электронные корреляции, в сочетании с богатым химическим составом таких материалов обеспечивают превосходную возможности для новых открытий.

Научные члены

Исследовательские группы

С 2005 года в институте создано 13 научных коллективов:[2]

  • Органическая электроника (Hagen Klauk, с 2005 г.)
  • Сверхбыстрая нанооптика (Маркус Липпиц, младший профессор Штутгартского университета, 2006-2014 гг.)
  • Теория полупроводниковых наноструктур (Габриэль Бестер, 2007-2014)
  • Туннельная спектроскопия сильно коррелированных электронных материалов (Питер Валь, 2009-2014)
  • Вычислительные подходы к сверхпроводимости (Лилия Боэри, 2009-2013)
  • Твердотельная нанофизика (Юрген Смет, с 2011 г.)
  • Нанохимия (Беттина Лотч, 2011-2016)
  • Динамика наноэлектронных систем (Себастьян Лот, Сотрудничество с Центром лазерных наук на свободных электронах, 2011-2018 гг.)
  • Наноразмерные функциональные гетероструктуры (Ионела Вреджойу, 2012-2015)
  • Рентгеновская спектроскопия оксидных гетероструктур (Ева Бенкизер, с 2014 г.)
  • Сверхбыстрая спектроскопия твердого тела (Стефан Кайзер, младший профессор Штутгартского университета, с 2014 г.)
  • Электронная структура коррелированных материалов (Филипп Хансманн, 2015-2018)
  • Вычислительная квантовая химия твердых тел (Андреас Грюнайс, 2015-2018)


Международная исследовательская школа Макса Планка (IMPRS)

Международная школа Макса Планка по исследованию конденсированных сред (IMPRS-CMS) - это совместная программа Института Макса Планка по исследованию твердого тела (Max Planck Institut für Festkörperforschung) и Штутгартского университета. Цель исследовательской школы - качественные фундаментальные исследования конденсированных сред с использованием передовых экспериментальных и теоретических методов. IMPRS берет на себя задачу создания увлекательной междисциплинарной программы PhD, которая будет мотивировать молодых ученых выбирать карьеру в области исследования.

Центр выпускников Квантовых материалов Макса Планка (GC-QM)

Несколько институтов Макса Планка по всей Германии вносят свой вклад в общую исследовательскую деятельность в этой очень интригующей области, а Центр им. Макса Планка по квантовым материалам опирается на дополнительные исследования в участвующих институтах. В частности, мы выбираем стратегию, которая приведет к сильному синергетическому эффекту: деятельность центра в первую очередь позволит студентам испытать каждый аспект исследований мирового уровня в высококонкурентной сфере и - в более общем смысле - также укрепить существующие связи и сотрудничества, тем самым продвигая эту отрасль как таковую в будущее.

Центр Макса Планка

В Центр молекулярной нанонауки и технологий Макса Планка-EPFL[3] служит форумом для совместных исследований, объединяя ученых Общества Макса Планка и Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Центр исследует новые научные аспекты молекулярных наноструктур с особым упором на новую науку, имеющую отношение к устойчивой энергии, химическому зондированию и биомедицинским технологиям.

В Макс Планк-UBC-U Токийский центр квантовых материалов<ref>[2] - это совместное предприятие Общества Макса Планка (Германия), Университета Британской Колумбии (Канада) и Токийского университета (Япония) с участием всемирно признанных ведущих ученых и обширной инфраструктуры для исследований квантовых материалов. Это партнерство поддерживает совместные проекты, научные обмены, ежегодные семинары и совместные школы для аспирантов и докторантов. Центр предоставляет платформу для междисциплинарного обмена и сотрудничества.

Почетные научные члены

Инфраструктура

В институте работает около 430 человек, в том числе 110 ученых, 90 докторантов и 70 приглашенных ученых.

внешняя ссылка

Рекомендации

  1. ^ «Департаменты». Получено 15 апреля 2015.
  2. ^ «Исследовательские группы». Получено 15 апреля 2015.
  3. ^ [1] Центр молекулярной нанонауки и технологий Макса Планка-EPFL

Координаты: 48 ° 44′48 ″ с.ш. 9 ° 4′51 ″ в.д. / 48,74667 ° с. Ш. 9,08083 ° в. / 48.74667; 9.08083