Institut Max Planck per a l'Investigació de l'Estat Sòlit

Archiu:Stuttgart 2008 -Max Planck Institut Festkörperforschung- by-RaBoe001.jpg

Institut Max Planck per a l'Investigació de l'Estat Sòlit

El Institut Max Planck per a l'Investigació de l'Estat Sòlit (en alemà: Max-Planck-Institut für Festkörperforschung ) va ser fundat en 1969 i és un dels 82 Instituts Max Planck de la Societat Max Planck. Està ubicat en un campus en Stuttgart, junt en l'Institut Max Planck de Sistemes Inteligents.

Enfocament de l'investigació

L'investigació en l'Institut Max Planck d'Investigació de l'Estat Sòlit se centra en la física i la química de la matèria condensada, incloent especialment els materials complexos i la ciència a nanoescala. En abdós camps, els fenomens de transport electrònic i iònic revisten especial interés.

Organisació

L'institut conta actualment en huit departaments.

Teoria de l'estructura electrònica

Dirigit per Ali Alavi, el Departament de Teoria de l'Estructura Electrònica s'ocupa del desenroll de métodos ab initio per a tractar sistemes electrònics correlacionados, utilisant metodologia de Mont Carlo quàntic, química quàntica i de molts cossos. Els métodos ab initio (inclosa la teoria del funcional de la densitat) s'aplicaran a problemes d'interés en catálisis heterogénea, química de superfícies, electroquímica i fotoquímica.

Espectroscòpia d'estat sòlit

El Departament d'Espectroscòpia de l'Estat Sòlit està dirigit per Bernhard Keimer. Els fenomens quàntics colectius en materials electrònics altament correlacionados s'estudien per mig de tècniques espectroscópicas i de dispersió. Entre els temes d'especial interés en l'actualitat es troben l'interacció entre els graus de llibertat de càrrega, orbital i espin en òxits de metals de transició, el mecanisme de la superconductividad a alta temperatura i el control del comportament de fase electrònica en superredes d'òxits metàlics. El departament també desenrolla nous métodos espectroscópicos, com l'espectroscòpia de neutrons d'alta resolució i la elipsometría espectral.

Ciència a nanoescala

Els esforços d'investigació del Departament de Ciència a Nanoescala, dirigit per Klaus Kern, se centren en la ciència i la tecnologia a escala nanométrica. L'objectiu de l'investigació interdisciplinar en l'interfaç entre física, química i biologia és obtindre el control dels materials a nivell atòmic i molecular, permetent el disseny de sistemes i dispositius en propietats determinades pel comportament quàntic, per un costat, i acostant-se a les funcionalitats de la matèria viva, per un atre.

Nanoquímica

El departament de Lotsch ampra tècniques modernes de nanoquímica i les combina en métodos clàssics de síntesis en estat sòlit per a desenrollar materials en perfils de propietats complexos, inclosos sistemes bidimensionales i heteroestructuras en capes, marcs porosos, nanoestructuras fotòniques i electrolitos sòlits per a aplicacions en (foto)catálisis, detecció i bateries d'estat sòlit.

Química física dels sòlits

Baix la direcció de Joachim Maier, el Departament de Química Física de Sòlits s'ocupa de l'electroquímica i el transport de ions. Es fa recalcament en els conductors iònics (com els conductors inorgànics o orgànics de protones, ions metàlics i ions d'oxigen) i els conductors mixts (normalment perovskitas). L'investigació comprén des de l'exploració de mecanismes bàsics fins al disseny de materials per a aplicacions electroquímiques (bateries, piles de combustible, sensors). D'especial importància és la base científica del camp de la nanoiónica.

Electrònica quàntica d'estat sòlit

Induïdes per fenomens de mecànica quàntica, les heteroestructuras riuades a partir de materials complexos oferixen un fascinant potencial per a crear nous sistemes d'electrons. Molts presenten propietats extraordinàries que no es troben en la naturalea. El Departament d'Electrònica Quàntica d'Estat Sòlit, dirigit per Klaus von Klitzing, se centra en el disseny, creiximent i exploració d'estos sistemes d'electrons. El grup està dirigit per Jochen Mannhart.

Teoria quàntica de molts cossos

Dirigit per Walter Metzner, en el Departament de Teoria Quàntica de Molts Cossos s'analisen i calculen les propietats electròniques dels sòlits, fent especial recalcament en els sistemes en els que les correlació electròniques eixerciten un paper crucial, com els cupratos, les manganitas i uns atres òxits de metals de transició. Ademés de les transicions de fase que trenquen la simetria i conduïxen al magnetisme, a l'orde orbital i de càrrega, o a la superconductividad, les correlació també poden causar la localisació d'electrons i molts uns atres sorprenents efectes de molts cossos no descrits per l'aproximació d'electrons independents.

Materials quàntics

El entrelazamiento d'electrons en els sòlits, en combinació en detalls de l'estructura de la ret cristalina, produïx una varietat sorprenentment rica de fases electròniques, que són estats líquits, de cristal líquit i cristalins dels graus de llibertat de càrrega i espin. Estes fases electròniques complexes i la sotil competència entre elles donen lloc molt a sovint a una funcionalitat nova. El Departament de Materials Quàntics, dirigit per Hidenori Takagi, estudia estes interessants fases noves en òxits de metals de transició i composts afins, a on les estretes bandes d, que donen lloc a fortes correlació electròniques, en combinació en la rica química de tals materials oferixen excelents oportunitats per a nous descobriments.