Neue Forschergruppe FOR 1346 mit Würzburger Beteiligung am Start

1. Wissenschaftliche Ziele der Forschergruppe:

In vielen chemischen Elementen und ihren Verbindungen wechselwirken die Elektronen stark, d.h. sie sind "stark korreliert". In diesen Systemen können bereits geringe Änderungen äußerer Parameter wie der Temperatur, dem Druck, einem Magnetfeld oder der Dotierung zu starken Veränderungen führen. Beispiele sind extrem große Widerstandsänderungen bei Metall-Isolatorübergang oder Hochtemperatur-Supraleitung. Diese ungewöhnlichen Eigenschaften sind nicht nur für die Grundlagenforschung, sondern auch für zukünftige technologische Anwendungen von größtem Interesse. Materialien mit korrelierten Elektronen spielen z.B. für den Bau von Sensoren und Schaltern und für die Entwicklung neuartiger elektronischer Bauelemente mit nützlichen Funktionalitäten eine großeRolle.

Aufgrund der starken Wechselwirkung der quantenmechanischen Teilchen sind elektronisch korrelierte Festkörpern theoretisch besonders schwer zu erforschen. Hier hat die Entwicklung der sogenannten "Dynamischen Molekularfeld-Theorie" (DMFT) zu einem methodischen Durchbruch geführt. Vor allem hat die Verknüpfung der DMFT mit herkömmlichen Methoden zur Berechnung der elektronischen Eigenschaften von Festkörpern während der letzten 10 Jahre zu einem völlig neuartigen Verfahren für die realistische Modellierung korrelierter Materialien geführt. Trotz seiner Erfolge muß dieser neue Zugang doch noch erheblich weiterentwickelt werden, wenn es zukünftig gelingen soll auch komplexe elektronische Systeme zu verstehen. Das ist genau das Ziel der beantragten ortsverteilten Forschergruppe. Sie soll die Führung in der weltweiten Entwicklung dieses neuen Zugangs durch Zusammenarbeit aller aktiven Forschergruppen im deutschsprachigen Teil Europas übernehmen. Dabei soll letztlich ein neuer Standard in der rechnergestützten Untersuchung korrelierter Festkörper erreicht werden, der es ermöglich, die Eigenschaften komplexer korrelierter Materialien zu berechnen und sogar vorherzusagen.

2. Zur Forschergruppe selbst:
Es handelt sich um das weltweit erste koordinierte Forschungsvorhaben auf diesem aktuellen Gebiet der theoretischen Festkörperphysik. An dem Antrag, der sich in neun Teilprojekte gliedert, sind 25 international ausgewiesene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an 16 Forschungsinstituten in Deutschland, Österreich und der Schweiz beteiligt. Zusammen mit den assoziierten Kollaborationspartnern umfasst die Forschergruppe fast die gesamte internationale Community, die auf diesem Gebiet arbeitet. Die Forschergruppe ist für insgesamt sechs Jahre geplant. Die Bewilligung gilt zunächst für die ersten drei Jahre (Juli 2009 - Juni 2012). Finanzvolumen: 2.4 Mio EUR für die erste Förderperiode. Sprecher: Prof. Vollhardt (Universität Augsburg)
Stellvertretender Sprecher: Prof. A. Lichtenstein (Universität Hamburg)

3. Zur Organisation:
Mit der Planung der ortsverteilten Forschergruppe wurde bereits vor 2 1/2 Jahren begonnen. Nach einem sehr positiv begutachteten Vorantrag wurden die an der Forschergruppe beteiligten Wissenschaftler Mitte 2009 aufgefordert, einen Vollantrag an die DFG zu stellen. Dieser Antrag wurde im Dezember 2009 eingereicht und am 15. und 16. April 2010 an der Universität Augsburg durch ein internationales Fachgremium (mit Wissenschaftlern aus den USA, Schweden, Schweiz, Deutschland) begutachtet. Das Konzept und die angestrebten Ziele der ortserteilten Forschergruppe wurden dabei mit Höchstnoten bewertet, was schließlich zu der jetzigen Bewilligung durch die DFG führte.