Forschung
Meine Forschung verbindet theoretische Physik, numerische Simulation und angewandte Ingenieurwissenschaften. Im Mittelpunkt meiner Arbeiten stehen die Entwicklung physikalischer Modelle sowie die numerische Untersuchung komplexer Systeme – von supraleitenden Hybridstrukturen über nanoskalige Materialien bis hin zu elektromagnetischen Feldsimulationen.
Durch meine wissenschaftliche Laufbahn an Universitäten und internationalen Forschungseinrichtungen sowie meine industrielle Forschungstätigkeit konnte ich moderne Simulationsverfahren mit experimentellen Methoden verbinden und auf Fragestellungen aus Physik und Ingenieurwissenschaften anwenden.
Forschungsschwerpunkte
Supraleitung und Josephson-Kontakte
Themen
- Josephson-Effekt
- Unkonventionelle Supraleitung
- Ferromagnet–Supraleiter-Hybridstrukturen
- Proximity-Effekt
- Quanten-Transport
- Bogoliubov–de-Gennes-Gleichungen
Methoden
- Selbstkonsistente numerische Simulationen
- Green-Funktionen
- Keldysh-Formalismus
- Exakte Diagonalisierung
- Numerische Lösung gekoppelter Differentialgleichungen
Wissenschaftliche Beiträge
- Entwicklung numerischer Modelle für Hybridstrukturen. Untersuchung von Transportphänomenen in Supraleiter/Ferromagnet-Systemen. Veröffentlichung mehrerer Arbeiten in international anerkannten Fachzeitschriften wie Physical Review B, Journal of Physics: Condensed Matter und Superconductor Science and Technology.
Selbstkonsistente numerische Berechnung des supraleitenden Ordnungsparameters in einer Ferromagnet–Supraleiter-Hybridstruktur. Die Simulation veranschaulicht den Einfluss des Magnetfeldes auf den Proximity-Effekt und die räumliche Verteilung der supraleitenden Paarung.
Nanotechnologie und Kohlenstoffnanoröhren
Themen
- Mechanische Eigenschaften von Carbon Nanotubes
- Elastisches und sprödes Materialverhalten
- Elektronische Eigenschaften unter mechanischer Belastung
- Nanostrukturen
Methoden
- Molekulardynamik
- Tight-Binding-Modelle
- Numerische Quantenmechanik
- Rasterelektronenmikroskopie (REM)
- Rasterkraftmikroskopie (AFM)
- Raman-Spektroskopie
Wissenschaftliche Bieträge
- Analyse des Zusammenhangs zwischen mechanischer Stabilität und elektronischen Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren. Numerische Untersuchung von Druck-, Zug-, Biege- und Torsionsbelastungen.
Von links nach rechts: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (REM) einer Kohlenstoffnanoröhre, molekulardynamische Simulation einer Biegebeanspruchung
Numerische Simulation und Computational Physics
Während meiner wissenschaftlichen und industriellen Tätigkeit habe ich numerische Simulationsverfahren zur Analyse physikalischer und technischer Systeme entwickelt und angewendet.
Schwerpunkte
- Elektromagnetische Feldsimulation
- Finite-Elemente-Methoden (FEM)
- Wissenschaftliches Rechnen
- Optimierung technischer Systeme
- Numerische Modellierung
Software
- ANSYS Maxwell
- FEMM
- COMSOL Multiphysics
- MATLAB
- Python
- SolidWorks
Anwendungen
- Analyse elektromagnetischer Felder
- Optimierung elektrischer Maschinen
- Entwicklung simulationsgestützter Berechnungsverfahren
Ergebnisse elektromagnetischer Feldsimulationen. Links: Magnetfeldanalyse einer elektrischen Maschine. Rechts: Berechnung der Feldverteilung eines Permanentmagnetsystems. Die Simulationen wurden mit ANSYS Maxwell und FEMM zur Entwicklung und Optimierung elektromagnetischer Antriebe durchgeführt.
Wissenschaftliche Methoden
Während meiner Forschung habe ich unter anderem folgende Methoden eingesetzt:
- Numerische Simulation
- Wissenschaftliches Rechnen
- Computational Physics
- Finite-Elemente-Methode (FEM)
- Molekulardynamik
- Tight-Binding
- Green-Funktionen
- Elektromagnetische Feldsimulation
- Rasterelektronenmikroskopie (REM)
- Rasterkraftmikroskopie (AFM)
- Raman-Spektroskopie
- Python
- MATLAB
Forschung im Überblick
| Forschungsgebiet | Methoden | Anwendungen |
|---|---|---|
| Supraleitung | Green-Funktionen, Bogoliubov–de-Gennes | Quantenmaterialien |
| Nanotechnologie | Molekulardynamik, Tight-Binding | Carbon Nanotubes |
| Computational Physics | Numerische Simulation | Modellierung komplexer Systeme |
| Elektromagnetik | FEM, ANSYS Maxwell, FEMM | Elektrische Maschinen |