ERC anslår 80 miljoner kronor till forskning om materialteori

Olle Eriksson, professor i teoretisk magnetism vid Uppsala universitet, har av European Research Council (ERC) beviljats ett Synergy Grant om 80 miljoner kronor. Anslaget finansierar det multinationella projektet Ultrafast dynamics of correlated electrons in solids, FASTCORR, som kommer att utföras i samarbete med forskare vid Universität Hamburg (D) och Radboud Universiteit Nijmegen (NL).

– Att vi erhåller ett Synergy Grant utgör dels en kvalitetsindikator som ytterligare befäster Uppsala universitets position som en ledande aktör inom materialvetenskap, dels ger det oss som forskningsmiljö resurser att anta en av vetenskapens stora utmaningar vilket enskilda grupper sällan har kapacitet till, säger Olle Eriksson.

Nya möjligheter att konstruera material

Projektgruppen gör avstamp i svårigheten att definiera de mekanismer som möjliggör till exempel högtemperatursupraledare, genom vilka ström flyter utan elektriskt motstånd. Med fördjupad kunskap om hur elektronerna rör sig i materialen enligt kvantmekanikens lagar, den så kallade elektronstrukturen, stärks också möjligheten att konstruera material med potential att åtgärda både energiproblematik och råvarubrist på attraktiva metaller.

– Resultat av experiment som utförs vid Frielektronlasrar – som ger flera storleksordningar mer intensivt ljus jämfört med konventionella ljuskällor – är generellt icke-linjära och svåra att tolka. Inom ramen för FASTCORR vill vi skapa en solid teoretisk grund, på vilken vi kan bygga praktiska verktyg som kommer att effektivisera såväl förutsägelser som tolkningar av elektronrörelsen i komplexa material, bland annat högtemperatursupraledare, säger Olle Eriksson.

En plattform att bygga vidare på

Sedan 1986 års upptäckt av högtemperatursupraledare har den teoretiska kunskapen om denna typ av material varit otillräcklig för att säkert identifiera den mikroskopiska mekanismen bakom supraledningen. Idag har utvecklingen av teoretiska modeller, mjukvara och högpresterande datorer nått den nivå som krävs för att kartlägga elektronstrukturen hos vissa material, vilket utgör en plattform att bygga vidare på. Olle Eriksson ser därmed möjligheten att i internationell samverkan skapa modeller och programvara som kan öppna helt nya dörrar för att beskriva hur de mest komplexa elektronsystemen kommer att reagera i växelverkan med extrema ljuskällor, som exempelvis frielektronlasrar.

– FASTCORR bygger vidare på ett redan befintligt vetenskapligt nätverk, vars synergier kommer att ge projektet den kraft som krävs för att uppnå de mål vi föresatt oss. Om sex år räknar jag med att vi är redo att tillgängliggöra precis de verktyg materialforskningen behöver för att utföra riktade beräkningar i material där elektronstrukturen styrs av starka korrelationseffekter.

Fakta

Projektet Ultrafast dynamics of correlated electrons in solids inleds 1 januari 2020 och pågår initialt till och med 31 december 2025.

Läs mer

Projektbeskrivning Ultrafast dynamics of correlated electrons in solids​

Forskning i Materialteori vid Uppsala universitet

Magnus Alsne