Professorin Karen Veroy-Grepl und Professor Christoph Stampfer werden mit dem hoch dotierten ERC Consolidator Grant ausgezeichnet. Die ERC Consolidator Grants werden vom European Research Council (ERC) vergeben und gehören zu den höchstdotierten und prestigeträchtigsten Forschungsförderungen in Europa. Mit dem Consolidator Grant werden junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dabei unterstützt, ihre innovative Forschung weiter auszubauen und zu konsolidieren.
Foto: Peter Winandy / Professor Christoph Stampfer und Professorin Karen Veroy-Grepl erhalten den ERC Consolidator Grant
Ihre Promotionen sollen mindestens sieben und höchstens zwölf Jahre zurückliegen.
Grundlage für die Entscheidung des Europäischen Forschungsrates bei der Vergabe ist die wissenschaftliche Exzellenz der Antragsteller sowie das bahnbrechende Potenzial des Forschungsprojekts. Die Förderung beträgt bis zu zwei Millionen Euro und ist auf eine Dauer von fünf Jahren ausgelegt.
Univ.-Prof. Karen Veroy-Grepl, Lehr- und Forschungsgebiet für High-Performance Computation for Engineered Systems:
Datengesteuerte Numerische Multiskalenmethoden für Materialdesign und -verarbeitung.
Die grundlegende Bedeutung von Materialien für die moderne Gesellschaft zeigt sich insbesondere dadurch, wie neue Materialien fast jeden Aspekt unseres Lebens revolutioniert haben. Trotz der vielen Fortschritte machen schwindende Ressourcen und höhere Anforderungen an Produktkosten und -leistung immer bessere Materialdesigns und Produktionsprozesse nötig. Verlässliche Berechnungsmethoden werden daher immer wichtiger.
Im Bereich der computergestützten Werkstofftechnik führt das Aufkommen der Datenwissenschaften zu einem Paradigmenwechsel in der Nutzung von Modellen und Daten. Es gibt eine Verschiebung von traditionellen Simulationsmethoden, die Daten hauptsächlich zur Kalibrierung von Parametern in Modellen verwenden, hin zu datengesteuerten Simulationsmethoden. Letztere versuchen, die Verwendung von Modellen zu umgehen, indem sie Wissen direkt aus großen Datensätzen extrahieren. Das Projekt nutzt Synergien, indem es Aspekte beider Methoden kombiniert: Ziel ist die Entwicklung fortschrittlicher Berechnungsmethoden, in denen verfügbare Messdaten direkt in mehrskalige Materialmodelle einfließen.
Adressiert wird dieses anspruchsvolle Problem durch zwei Hauptaufgaben. Im ersten Teil werden Techniken zur Dimensionsreduzierung für schnelle mehrskalige Materialsimulationen entwickelt. Die Methoden müssen in der Lage sein, mit deterministischen und stochastischen Mikrostrukturparametern umzugehen, die Schwankungen in den Belastungs-, Material- und morphologischen Eigenschaften widerspiegeln.
Im zweiten Teil dienen die reduzierten Modelle als Wegbereiter für die Entwicklung von Berechnungsmethoden zur Auswahl der aussagekräftigsten Daten und deren Assimilation in mehrskalige Materialmodelle. Indem sowohl Parameterschätzung als auch Modellkorrektur ermöglicht werden, führt dies zu einer höheren Genauigkeit und Präzision bei der Vorhersage von gesuchten technischen Größen.
Der Erfolg des Projekts wird zu einem neuartigen Berechnungsrahmen führen, der mehrskalige Materialsimulationen in Echtzeit ermöglicht, die auf optimal ausgewählten Daten basieren und so ein effektives Risikomanagement und eine Kostenreduzierung beim Design von Materialien und der Steuerung von Fertigungsprozessen ermöglichen.
Kurzvita Karen Veroy-Grepl
Karen Veroy-Grepl studierte am Department of Physics an der Ateneo de Manila University auf den Philippinen und am Department of Civil Engineering, MIT, in Cambridge (USA). Am MIT erlangte sie auch ihren PhD. Von 2010 bis 2014 war Veroy-Grepl Juniorprofessorin für High-Performance Computation for Engineered Systems an der Fakultät für Bauingenieurwesen der RWTH, seit 2014 hat sie eine W2-Professur inne. Veroy-Grepl ist seit 2009 Junior Research Group Leader an der Graduiertenschule AICES. Ihr Forschungsschwerpunkt liegt auf dem Bereich Computational Engineering Science, insbesondere befasst sie sich mit Modellreduktionsverfahren für parametrisierte partielle Differentialgleichungen.
Univ.-Prof. Christoph Stampfer, Lehr- und Forschungsgebiet Experimentelle Festkörperphysik: 2D4QT–2D-Materialien für Quantentechnologien
Seit seiner Entdeckung gilt Graphen als ein vielversprechendes Material für die Entwicklung von quantentechnologischen Anwendungen. Bisher gibt es zwar zahlreiche theoretische Vorhersagen, die sich mit einem breiten Spektrum an Themen beschäftigen, welche von Spin- und Valley-Qubits bis hin zu topologisch geschützten Zuständen reichen. Allerdings mangelt es an Arbeiten zur experimentellen Überprüfung dieser theoretischen Überlegungen, was weitgehend auf die unzureichende Materialqualität Graphen-basierter Bauelemente zurückzuführen ist. Die technologischen Fortschritte in den letzten fünf Jahren machen es jetzt erstmals möglich, die theoretischen Vorhersagen experimentell zu verifizieren.
Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, das Potenzial Graphen-basierter Heterostrukturen für quantentechnologische Anwendungen zu bewerten. Insbesondere soll die Entwicklung einer technologischen Plattform für van-der-Waals-Heterostrukturen vorangetrieben werden.
Am Ende des Projekts soll eingeschätzt werden können, ob Graphen tatsächlich die durch theoretische Studien geweckten Erwartungen erfüllt oder doch noch einige grundlagenphysikalische Überraschungen bereithält. Darüber hinaus werden die innerhalb dieses Projekts zu entwickelnden Technologien zur Integration nanostrukturierter Schichten in van-der-Waals-Heterostrukturen neue Anwendungen ermöglichen und zukünftige Forschungsfelder eröffnen.
Kurzvita Christoph Stampfer
Christoph Stampfer studierte Elektrotechnik und technische Physik an der Technischen Universität Wien und promovierte auf dem Gebiet der Mikro- und Nanosystemtechnik am Departement für Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der ETH Zürich. Von 2009 bis 2013 war Stampfer JARA FIT- Juniorprofessor für das Fach Experimentelle Nanoelektronik der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften an der RWTH Aachen und dem Forschungszentrum Jülich. Seit 2013 ist er Professor am II. Physikalischen Institut A. Stampfer ist außerdem Sprecher des „Aachen Graphene & 2D Materials Center“ (AG2DC) und er hat bereits 2011 einen ERC Starting Grant eingeworben. Seine Forschungsschwerpunkte liegen auf dem Gebiet des mesoskopischen Transports, insbesondere in Graphene und andere zweidimensionale Materialien, und den Grundlagen der Kohlenstoff-basierten Nanomechanik.