een nieuwe, vrij toegankelijke database van elektronische structuren van organische en organometallische materialen is nu online beschikbaar voor onderzoek met kwantummaterialen.

Gepubliceerd door de onderzoeksgroep Condensed Matter van het Nordic Institute for Theoretical Physics (NORDITA) van het KTH Royal Institute of Technology in Zweden, de Organic Materials Database is bedoeld als dataminingbron voor onderzoek naar de elektrische en magnetische eigenschappen van kristallen, die voornamelijk worden bepaald door hun elektronische bandstructuur - een energiespectrum van elektronenbeweging die voortkomt uit hun kwantummechanische eigenschappen.

Computerberekening van dergelijke structuren is moeilijk en vereist grote rekenkracht. Maar dankzij de vooruitgang in rekenkracht en een grote vraag naar voorspelling van materialen met doeleigenschappen, er is een nieuwe manier van omgaan met kwantummaterialen ontwikkeld. Materials informatica richt zich op het uitvoeren en ontwikkelen van tools voor high-throughput computing en datamining.

"Je kunt het zien als geaggregeerde informatica-analyse, waar de eigenschappen van een enkele verbinding bij benadering worden vastgelegd en middelen zijn gericht op het begrijpen van wereldwijde trends binnen de grote datasets, " zegt Alexander Balatsky, Hoogleraar theoretische fysica aan de KTH.

Toepassingen van deze op informatica gebaseerde aanpak zijn breed en omvatten, bijvoorbeeld, de zoektocht naar verschillende functionele materialen met speciale elektrische, optische en magnetische eigenschappen, inclusief de 2016 Nobelprijswinnende topologische toestanden van materie - een belangrijke bouwsteen van een kwantumcomputer.

De database zal het eerste-principe onderzoek van organische stoffen en de voorspelling van organische functionele materialen vergemakkelijken, gezien hun grote potentieel voor industriële toepassingen, zegt Balatsky.

Elektronische bandstructuren worden berekend met behulp van de dichtheidsfunctionaaltheorie, een standaardinstrument in de moderne materiaalkunde. Met de OMDB-webinterface kunnen gebruikers zoeken naar materialen met gespecificeerde doeleigenschappen met behulp van niet-triviale zoekopdrachten over hun elektronische structuur, inclusief geavanceerde tools voor patroonherkenning, chemische en fysische eigenschappen zoeken.