- Institute: Laser Zentrum Hannover e.V.
- Principle Investigators: Prof. Detlev Ristau, Dr. Marco Jupé
- Researcher: Dr. Holger Badorreck
Im Rahmen des Teilprojekts TP6 ist der Aufbau eines Multiskalenmodells geplant, das eine direkte Korrelation von optischen und elektronischen Dünnschichteigenschaften mit den zugrunde liegenden Parametern des Herstellungsprozesses ermöglicht. Dazu können die resultierenden Materialeigenschaften direkt auf den Schichtbildungsprozess zurückgeführt werden. Auf diese Weise werden die Grundlagen für eine Neuklassifizierung und Optimierung des Beschichtungsprozesses erarbeitet. Generell erfordert die Beschreibung des gesamten Beschichtungsprozesses eine Vielzahl von kombinierten Simulationstechniken. Das Dünnschichtwachstum wird mit klassischer Molekulardynamik (MD) modelliert, und die resultierenden Strukturen bilden den Ausgangspunkt für die Berechnung der elektronischen und optischen Eigenschaften, die mit quantenmechanischen Methoden auf Basis der Dichtefunktionaltheorie (DFT) extrahiert werden. Zusätzlich werden die elektronischen Eigenschaften des Materials in Ratengleichungsmodelle der nichtlinearen Licht-Materie-Wechselwirkung implementiert.
Ziel ist eine detaillierte, materialspezifische Beschreibung der Ionisationsprozesse bei der Wechselwirkung von ultrakurzen Laserpulsen mit dem dielektrischen Material. Das Teilprojekt konzentriert sich auf die Untersuchung von transparenten amorphen Materialien ohne jegliche Periodizität in der langreichweitigen Ordnung. Diese sollen vor dem Hintergrund gut untersuchter monokristalliner Modifikationen dieser Materialien validiert werden.
Darüber hinaus wird die Kombination verschiedener Simulationstechniken in einem virtuellen Beschichterkonzept die Untersuchung der Materialeigenschaften aus atomistischer Sicht ermöglichen. Der im Teilprojekt TP6 entwickelte Ansatz liefert eine vollständige Beschreibung der optischen Eigenschaften für komplexe amorphe Materialien als Funktion der Dünnschichtkeimbildung auf der Basis experimenteller Beschichtungsparameter. Gleichzeitig bietet der gewählte Modellansatz die Möglichkeit, Materialeigenschaften zu bestimmen, die experimentell oder durch vergleichbare theoretische Ansätze kaum zugänglich sind.
