Prof. Dr. A. Heuer
Theoretische Beschreibung der Ionendynamik
Verständnis der Ionendynamik in ungeordneten Systemen ist von grosser Relevanz für wichtige
technologische Entwicklungen (z.B. Batterien). Vom theoretischen Standpunkt her liegt ein komplexes
Vielteilchenproblem vor, welches zum einen die Coulomb Wechselwirkung der Ionen untereinander und zum
anderen die Wechselwirkung mit der Glasmatrix beinhaltet. Auf der Basis von Computersimulationen wird ein
verbessertes Verständnis der resultierenden dynamischen Prozesse erzielt. Dafür bieten sich zwei
komplementäre Vorgehensweisen an. Zum einen kann auf der Basis von Molekuldynamik Simulationen
von realistischen Ionenleitern explizit die Natur der dynamischen Prozesse sowohl auf der Ebene der
Einteilchen- als auch der Vielteilchenperspektive untersucht werden. Dabei können explizite Vergleiche
mit experimentellen Observablen durchgeführt werden, wie sie zum Beispiel aus der NMR und der
Leitfähigkeitsanalyse erhalten werden. Zum anderen werden einfachere Gittermodellsysteme untersucht,
an welchen die grundsätzlichen physikalischen Aspekte der Ionendynamik charakterisiert werden
können. Beispielhaft sei die Existenz verschiedener Relaxationspfade (Einteilchen- vs.
Vielteilchenrelaxation) genannt. Das langfristige Ziel ist eine optimierte Abbildung mikroskopisch realistischer
Systeme auf einfachere Modellsystem und die Identifikation der relevanten Eigenschaften. Dieses Projekt wird
im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 458 durchgeführt und steht in engem Kontakt mit
verschiedenen experimentellen Arbeitsgruppen aus den Fachbereichen Chemie und Physik.
Beteiligte Wissenschaftler:
Veröffentlichungen:
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