Quantum mechanical computer simulations for electron and defect structure of oxides (C01)

这是一个具有压电特性的铁电材料的项目，也是一个没有毒性的替代技术。本文从双功能理论的基本原理出发，讨论了Bi（Me）-BaTiO_3，Me=Zn，Mg，Ti，Nb的双功能特性。Dabei将Schwerpunkt置于morphotropen Zusammensetzung和自发极化P的Berechnung上，这是压电和介电本征值的来源。该研究韦尔登在虚拟水晶（VCA）的内部，在虚拟水晶的伪潜能的基础上，产生了韦尔登原子。Alternativ sind direkte Rechnungen für greße Superzellen geplant，die allergings einen hohen numerischen Aufwand erfordern.本文介绍了在韦尔登陶瓷中进行热力学和动力学研究的简单系统，并对韦尔登和压电陶瓷进行了比较。在电池材料研究中，需要对Li 1-x（Co，Ni）O2在韦尔登过程中的电子和自旋结构进行光谱研究（ResPES和EPR）。在Weiteren是一个创业者，通过对Li 1-x（Co，Ni，Mn）O2结构优化的研究，我们发现了一种新的结构。

Ziel des Projektes ist es, bleifreie ferroelektrische Materialien mit verbesserten piezoelektrischen Eigenschaften zu identifizieren, welche eine nicht toxische Alternative zum technologisch etablierten PZT darstellen. Mit Hilfe von Rechnungen auf Grundlage der Dichtefunktionaltheorie sollen verschiedene Materialien (Bi(Me)-BaTiO3 , Me=Zn, Mg, Ti, Nb) untersucht werden. Dabei wird der Schwerpunkt auf der Berechnung der morphotropen Zusammensetzung und spontanen Polarisation P sowie der piezoelektrischen und dielektrischen Eigenschaften liegen. Die Rechnungen werden zunächst innerhalb der virtuellen Kristallnäherung (VCA) durchgeführt, bei der Pseudopotentiale für virtuelle, gemischte Atome verwendet werden. Alternativ sind direkte Rechnungen für große Superzellen geplant, die allerdings einen hohen numerischen Aufwand erfordern. Neben den Untersuchungen zu den bleifreien Systemen sollen Untersuchungen zur Thermodynamik und Kinetik von (dotierten) Leerstellen in PZT durchgeführt werden, wobei zunächst die Randphasen PT und PZ betrachtet werden. Im Bereich der Batteriematerialien sollen begleitend zu den spektroskopischen Untersuchungen (ResPES und EPR) quantenmechanische Rechnungen zur Elektronen- und Spinstruktur von Li1-x(Co,Ni)O2 durchgeführt werden. Im Weiteren ist geplant, mit Hilfe von Strukturoptimierungen zu studieren, welche Defektstrukturen sich in Li1-x(Co,Ni,Mn)O2 während der Ermüdung einstellen.