Modellierung und Simulation nanoskalige Prezipitate in amorphen Matrices

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In diesem Projekt werden realitätsnahe Modellstrukturen nanosegregierter Materialien aufgestellt und deren chemische und physikalische Eigenschaften mit quantenchemischen Methoden simuliert und berechnet. Die Kombination einer empirischen Methode zur Generierung ungeordneter Netzwerke mit quantenchemischen Methoden der ab initio Simulation machen den methodischen Ansatz zum Studium geordneter und ungeordneter Prezipitate, die in eine amorphe Matrix eingebettet sind, hoch effizient. Nanostrukturen von 1-2 nm Durchmesser und deren Eigenschaften können somit vollständig in einem Computermodell untersucht werden. Zu den untersuchten Systemen gehören a) Kohlenstoff-Domänen in amorphen SiCN, SiCO und SiBCN, b) kristallines Si und SiC in amorphem Si02 und SiCO und c) Metallcluster in amorphem Si(>2 und SiCN. Schwerpunkt der Untersuchungen liegt auf einem Verständnis der der Grenzschicht zwischen Prezipitat und amorpher Matrix und deren Einfluß auf Bildungsmechanismen der Nanostrukturen sowie der Charakterisierung der Materialien durch Parameter-freie Berechnung geeigneter beobachtbarer physikalischen Größen.