Materialteori

Forskning inom materialteori har som utgångspunkt en atomär, kvantmekanisk beskrivning. Målet med forskningen är att förstå materialens egenskaper, till exempel supraledning och topologiska faser. Forskningen strävar efter att förutsäga nya egenskaper och föreslå nya material med önskade egenskaper, samt att utveckla den teoretiska beskrivningen av materialen.

Pågående forskning

Föremålen i vår omgivning så som till exempel kroppsceller, fönsterglas, datorer och batterier är  avsedda för olika användningsområden. Men, alla dessa föremål är uppbyggda av mer eller mindre samma atomer. Inom materialteori utgår vi från atomer och konstruerar material med hjälp av framförallt kvantteorin. Målet med vår forskning är: att förstå ett materials egenskaper; att förutsäga nya egenskaper; att konstruera nya material med önskade egenskaper; att utveckla själva teorin som gör det möjligt att beräkna materialegenskaper.

Våra forskningsprojekt är oftast både av grundforskningskaraktär (nyfikenhetsforskning) och tvärvetenskaplig karaktär. Eftersom vi studerar egenskaper hos verkliga föremål är tillämpningsaspekten av våra forskningsprojekt stor, men det är generellt inte tillämpningarna som motiverar oss forskare. Vårt största mål är att konstruera material med hittills oanade, nya egenskaper som underlättar det framtida livet på jorden. Du kan få en enkel och tydlig introduktion till materialteori i den populärvetenskapliga presentationen.

Vår forskning är organiserad i två forskningsprogram: Materialteori och Kvantmateriens teori. Forskningen inom programmet för Materialteori fokuserar på metodologisk utveckling och tillämpningar av första principerna elektronisk strukturteori, dynamisk medelfältteori, tidsberoende densitetsfunktionsteori och simuleringsverktyg för magnetiseringsdynamik. Tillämpningar av sådana metoder för materialspecifika frågor innefattar funktionella magneter; energirelevanta system såsom batterimaterial, solceller och material för lagring av vätgas; material i reducerad dimension; drivna kvantsystem; halvledare; material med korrelerat elektroniskt struktur. Dessutom studerar forskare i programmet ämne under extrema tillstånd (tryck och temperatur) samt material för bioteknik.
Forskningen inom Kvantmateriens teori fokuserar på olika generella former av materia där kvanteffekter spelar mycket stor roll och sker ofta genom utveckling av, och förståelse för, lågenergimodeller som förklarar egenskaperna. Några av våra nuvarande forskningsområden är okonventionell supraledning, topologiska faser, icke-jämviktsfysik i nanosystem, starka elektronkorrelationer, ultrakalla atomsystem och kvantinformation.

Läs mer om pågående forskning på de engelska sidorna.

Fördjupa dig inom materialteori

Ekvation

Är du intresserad av materialteori? Om du är 1-års student vid UU och har 30 hp i fysik och matematik kan du kontakta oss för ett orienterande ”fysikprojekt med forskningsanknytning”.

För att blir materialteoretiker rekommenderar vi följande kurser under din grundutbildning: kvantfysik, statistisk mekanik och kondenserade materiens fysik. Det påföljande 2-åriga Masterprogrammet i fysik med inriktning materialteori erbjuder följande: Lär dig teoretiska beräkningar för att beskriva och skräddarsy materialegenskaper. Vi erbjuder till exempel kurser som Täthetsfunktionalteori (DFT), Mångkropparteori, Fasta tillståndets teori och Elektronstrukturberäkningar i praktiken. Delta vid forskningsfronten och utveckla material för morgondagens behov.

Läs mer om Masterprogrammet i fysik med inriktning materialteori.

våra utbildningssidor hittar du också förslag på projekt för dig som vill göra ditt exjobb hos oss.