Институт Макса Планка исследований твердого тела
 | Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют достаточные соответствующие встроенные цитаты . ( июнь 2023 г. ) |
| Аббревиатура | МПИ-ФКФ |
|---|---|
| Формирование | 1969 год |
| Тип | Научный институт |
| Цель | Исследования в области физики и химии твердого тела |
| Штаб-квартира | Штутгарт , Германия |
Управляющий | Профессор Али Алави |
Головная организация | Общество Макса Планка |
| Веб-сайт | (по-английски) (на немецком языке) |
Институт исследований твердого тела Макса Планка (нем. Max-Planck-Institut für Festkörperforschung ) был основан в 1969 году и является одним из 82 институтов Макса Планка Общества Макса Планка . Он расположен на территории кампуса в Штутгарте вместе с Институтом интеллектуальных систем Макса Планка .
Направление исследований
[ редактировать ]Исследования Института исследований твердого тела Макса Планка сосредоточены на физике и химии конденсированного состояния, включая особенно сложные материалы и нанонауку. В обеих этих областях особый интерес представляют явления электронного и ионного переноса.
Организация
[ редактировать ]В настоящее время институт имеет восемь кафедр. [1]
Теория электронной структуры
[ редактировать ]Под руководством Али Алави отдел теории электронной структуры занимается разработкой ab initio методов лечения коррелированных электронных систем с использованием квантового Монте-Карло , квантово-химических методологий и методологий многих тел. Ab initio методы (включая теорию функционала плотности) будут применяться к интересующим проблемам гетерогенного катализа, химии поверхности, электрохимии и фотохимии.
Спектроскопия твердого тела
[ редактировать ]Отделение спектроскопии твердого тела возглавляет Бернхард Кеймер. Коллективные квантовые явления в высококоррелированных электронных материалах изучаются методами спектроскопии и 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 контроль поведения электронной фазы в металлооксидных сверхрешетках. Отдел также разрабатывает новые спектроскопические методы, такие как нейтронная спектроскопия высокого разрешения и спектральная эллипсометрия.
Наномасштабная наука
[ редактировать ]Исследовательские усилия Департамента наномасштабной науки, которым руководит Клаус Керн, сосредоточены на науке и технологиях нанометрового масштаба. 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 по функциональности к живой материи. с другой стороны.
Нанохимия
[ редактировать ]Отдел Лоча использует современные методы нанохимии и объединяет их с классическими методами твердотельного синтеза для разработки материалов со сложным профилем свойств, включая двумерные системы и слоистые гетероструктуры, пористые каркасы, фотонные наноструктуры и твердые электролиты для применения в (фото ) катализ, сенсорные и твердотельные батареи.
Физическая химия твердого тела
[ редактировать ]Под руководством Иоахима Майера кафедра физической химии твердого тела занимается электрохимией и ионным транспортом . Особое внимание уделяется ионным проводникам (таким как неорганические или органические проводники протонов, ионов металлов и ионов кислорода) и смешанным проводникам (обычно перовскитам). 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
[ редактировать ]Гетероструктуры, выращенные из сложных материалов, вызванные квантово-механическими явлениями, открывают потрясающий потенциал для создания новых электронных систем. Многие из них обладают выдающимися свойствами, которых нет в природе. Проектирование, развитие и исследование таких электронных систем находятся в центре внимания Департамента твердотельной квантовой электроники, возглавляемого Клаусом фон Клитцингом . Группу возглавляет Йохен Маннхарт .
Квантовая теория многих тел
[ редактировать ]Под руководством Уолтера Мецнера электронные свойства твердых тел анализируются и рассчитываются в отделе квантовой теории многих тел с основным упором на системы, в которых электронные корреляции играют решающую роль, такие как купраты , манганиты и оксиды других переходных металлов . Помимо фазовых переходов, нарушающих симметрию, приводящих к магнетизму , орбитальному и зарядовому порядку или сверхпроводимости , корреляции могут также вызывать локализацию электронов и многие другие поразительные эффекты многих тел, не описываемые приближением независимых электронов.
Запутывание электронов в твердых телах в сочетании с деталями структуры кристаллической решетки порождает удивительно богатое разнообразие электронных фаз — жидких, жидкокристаллических и кристаллических состояний зарядовой и спиновой степеней свободы. Эти сложные электронные фазы и тонкая конкуренция между ними очень часто приводят к появлению новых функциональных возможностей. Отдел квантовых материалов, возглавляемый Хиденори Такаги, изучает эти интересные новые фазы в оксидах переходных металлов и родственных соединениях, где узкие d-зоны, вызывающие сильные электронные корреляции, в сочетании с богатым химическим составом таких материалов обеспечивают превосходные результаты. возможности для новых открытий.
Научные члены
[ редактировать ]- Али Алави
- Бернхард Каймер
- Клаус Керн
- Беттина Лоч
- Йоахим Майер
- Йохен Маннхарт
- Уолтер Мецнер
- Хиденори Такаги
Исследовательские группы
[ редактировать ]С 2005 года в институте созданы 13 научных групп: [2]
- Органическая электроника (Хаген Клаук, с 2005 г.)
- Сверхбыстрая нанооптика (Маркус Липпиц, младший профессор Штутгартского университета , 2006–2014)
- Теория полупроводниковых наноструктур (Габриэль Бестер, 2007–2014 гг.)
- Туннельная спектроскопия сильно коррелированных электронных материалов (Питер Валь, 2009–2014)
- Вычислительные подходы к сверхпроводимости (Лилия Боэри, 2009–2013 гг.)
- Нанофизика твердого тела (Юрген Смет, с 2011 г.)
- Nanochemistry (Bettina Lotsch, 2011–2016)
- Динамика наноэлектронных систем (Себастьян Лот, Сотрудничество с Центром лазерной науки на свободных электронах, 2011–2018)
- Наномасштабные функциональные гетероструктуры (Ионела Врежойу, 2012–2015)
- Рентгеновская спектроскопия оксидных гетероструктур (Ева Бенкизер, с 2014 г.)
- Сверхбыстрая спектроскопия твердого тела (Штефан Кайзер, младший профессор Штутгартского университета, с 2014 г.)
- Электронная структура коррелированных материалов (Филипп Хансманн, 2015–2018 гг.)
- Вычислительная квантовая химия твердых тел (Андреас Грюнейс, 2015–2018)
Международная исследовательская школа Макса Планка (IMPRS)
[ редактировать ]Международная исследовательская школа Макса Планка по науке о конденсированных средах (IMPRS-CMS) представляет собой совместную программу Института исследований твердого тела Макса Планка (Max Planck Institut für Festkörperforschung) и Штутгартского университета. Целью научной школы является исследование конденсированного состояния с использованием передовых экспериментальных и теоретических методов.
Высший центр квантовых материалов Макса Планка (GC-QM)
[ редактировать ]Несколько институтов Макса Планка по всей Германии вносят свой вклад в общую исследовательскую деятельность в этой очень интригующей области, а Высший центр квантовых материалов Макса Планка опирается на дополнительную исследовательскую деятельность участвующих институтов.
Центр Макса Планка
[ редактировать ]EPFL Центр молекулярной нанонауки и технологий Макса Планка- [3] служит форумом для совместных исследований, объединяя ученых Общества Макса Планка и Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Центр исследует новые научные аспекты молекулярных наноструктур, уделяя особое внимание новой науке, имеющей отношение к устойчивой энергетике, химическому зондированию и биомедицинским технологиям.
<ref> Центр квантовых материалов Макса Планка-UBC-UTokyo [ 2] является совместным предприятием Общества Макса Планка (Германия), Университета Британской Колумбии (Канада) и Токийского университета (Япония).
Почетные научные члены
[ редактировать ]- Оле Крог Андерсен (1978–2012)
- Мартин Янсен (1998–2012)
- Клаус фон Клитцинг
- Ханс-Иоахим Квайссер (1970–1997)
- Арндт Саймон (1974–2010)
- Питер Уайдер (1984–2001)
Инфраструктура
[ редактировать ]В институте работает около 430 человек, в том числе 110 ученых, 90 аспирантов и 70 приглашенных ученых.
