Improved ab initio prediction of EPR parameters - unambiguous identification of paramagnetic structures in materials science

• Applicant: Dr. Uwe Gerstmann
• Subject Area: Theoretical Condensed Matter Physics
• Term: from 2005 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 20069000

Magnetische Resonanz stellt heutzutage eine der wichtigsten Analyse-Methoden in der Materialwissenschaft dar. Die Vielzahl an Informationen, die in den spektroskopischen Daten verborgen ist, kann allerdings nicht direkt extrahiert werden. Das Experiment liefert nur einen Satz von Parametern, der erst über den Abgleich mit theoretischen Vergleichswerten Aussagekraft erhält. Nur falls es mit Hilfe einer möglichst exakten theoretischen Modellierung gelingt, die Zahl der möglichen Strukturmodelle auf ein einziges zu reduzieren, kann eine eindeutige Identifizierung erreicht werden. In diesem Projekt soll die ab initio Berechnung der charakteristischen Parameter, sowohl der Hyperfein- und Feinstruktur als auch von g-Tensoren, soweit verbessert werden, dass allgemein eine vorhersagende Genauigkeit erreicht wird. Dies soll zunächst anhand ausgewählter Defekte in Halbleitern und Oxiden geschehen, bei denen eine Beschreibung der Vielteilcheneffekte außergewöhnlich hohe Ansprüche an die Dichtefunktionaltheorie stellt. Hier schlagen wir das Konzept der Optimierten Effektiven Potentiale vor, um eine künstliche, die Ergebnisse verfälschende Selbstwechselwirkung effizient zu vermeiden. Langfristig soll so ein flexibles Konzept etabliert werden, das in enger Kooperation von Theorie und Experiment eine optimale Auswertung der spektroskopischen Daten erlaubt und so neue wichtige Erkenntnisse in den verschiedensten aktuellen Teilgebieten der Materialwissenschaften liefern wird.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: France
• Host: Professor Francesco Mauri