Valon ja aineen vuorovaikutus

Kehitämme ja sovellamme menetelmiä elektronien ja fotonien keskinäisen leikin ymmärtämiseksi ja soveltamiseksi

Materiaalifysiikka

Teknologia perustuu innovaatioihin ja materiaaleihin, jotka ne mahdollistavat. Siksi uudet materiaalit uusine ominaisuuksineen ovat avainasemassa teknologian kehityksessä. Materiaalifysiikka on tieteenala, jossa tutkitaan materiaalien ominaisuuksia ja sitä, mistä ominaisuudet perimmiltään tulevat ja kuinka niihin voidaan vaikuttaa. Tähän tarkoitukseen me käytämme ja kehitämme elektronirakennelaskumenetelmiä, sillä aineen elektronirakenne antaa aineelle omnaisuudet.

Kehitämme uudenlaisia elektronirakennelaskumenetelmiä perustuen kvanttimekaniikan pokuintegraalimuotoiluun. Tällaiset menetelmät mahdollistavat uudenlaisia ja tarkempia tutkimuksia, mm. ”many-body”-vuorovaikutukset ja lämpötilan vaikutuksen.

Lisäksi panostamme opetukseen ja erityisesti tutkijankoulutukseen.

Tutkimusalueemme

Valon ja aineen vuorovaikutus on laajempi tutkimusalueemme ja siinä erityisesti kvanttiteknologia, valon absorptio aurinkokennoissa, funktionaaliset materiaalit, puolijohdemateriaalit sekä katalyysi ja monet muut näihin liittyvät nanorakenteet.

Teoreettisten ja laskennallisten menetelmien kehittäminen materiaalifysiikkaa ja kvanttikemiaa varten on keskeinen osa tutkimustyötämme. Polkuintegraaliformalismiin perustuvat kvantti-Monte Carlo -simulointimenetelmämme avaavat täysin uusia mahdollisuuksia kaikille alalla työskenteleville, perinteisten menetelmien lisäksi laskentakapasiteetin kasvaessa.

Valikoituja julkaisuja

• Juha Tiihonen et al., Finite temperature and quantum delocalization effects on reliability of quantum-dot cellular automata — J. Phys. D 49, 065103 (2016) .
• Ilkka Ruokosenmäki et al., Numerical Path Integral Approach to Quantum Dynamics and Stationary States — Comm. in Comp. Phys. 18, 91 (2015).
• Hannu-Pekka Komsa et al., Finite-size supercell correction schemes for charged defect calculations — Physical Review B 86, 045112 (2012).
• Ilkka Kylänpää et al., First-principles simulation of molecular dissociation– recombination equilibrium — Journal of Chemical Physics 135, 104310 (2011).
• Mikael Kuisma et al., Kohn–Sham potential with discontinuity for band gap materials — Physical Review B 82, 115106 (2010).