Wenn Code auf Quanten trifft

Was passiert, wenn Medieninformatik-Studierende auf komplexe Herausforderungen der Quantenchemie treffen? Am Fritz‑Haber‑Institut ist daraus eine interaktive Visualisierungsplattform entstanden. Sie hilft Forschenden, Simulationen elektronischer Materialeigenschaften besser zu verstehen und zu steuern.

Liniendiagramm, das Strukturen verschiedener Metalle darstellt
Eine der Funktionen der Plattform ist die Darstellung von Bandstrukturen verschiedener Metalle. Bild: FHI

Nach dem erfolgreichen Start im Jahr 2024 konnte im Sommer 2025 ein weiteres Kooperationsprojekt des Fritz-Haber-Instituts (FHI) mit Medieninformatik-Studierenden der Berliner Hochschule für Technik (BHT) erfolgreich abgeschlossen werden.  

Die Studierenden entwickelten gemeinsam mit Chiara Panosetti (Gruppenleiterin, Abteilung Theorie) und Artem Samtsevych (Postdoc, Abteilung Theorie) und unter der fachlichen Unterstützung des BHT-Gastdozenten Heinz Junkes eine interaktive Webplattform. Diese vereinfacht sowohl die Einrichtung von Simulationen als auch die Visualisierung und Interpretation der Simulationsergebnisse maßgeblich – was Bedienbarkeit und Analyseeffizienz deutlich optimiert.

Einblicke in Bandstrukturen verschiedener Metalle

Die neue Plattform eröffnet Forschenden detaillierte Einblicke in die Optimierung elektronischer Bandstrukturen. Jede Materialart – ob Metall, Silizium oder Batteriekomponente – besitzt eine spezifische elektronische Bandstruktur. Sie lässt sich als eine Art Landkarte verstehen, die Aufschluss darüber gibt, wie Elektronen sich bewegen, welche Energiesprünge möglich sind und ob das Material als Leiter, Isolator oder irgendetwas dazwischen fungiert.

Wichtige Funktionen:

  • Decoding Masks in Sekundenschnelle erstellen: Matrizen, die zeigen, auf welche Bereiche der Bandstruktur man sich konzentrieren sollte.
  • Interaktive Visualisierungen der Materialstruktur.
  • Umfassende Werkzeuge zur Interpretation von Simulationsergebnissen.
  • Sicheres Login, eine schlanke neue Benutzeroberfläche und ein Admin-Dashboard.

Diese Weiterentwicklungen machen die Plattform gleichermaßen zugänglich für Theorieforschende, Entwickler*innen und Datenwissenschaftler*innen.

Die Studierenden sagen:

„Die Zusammenarbeit mit dem Fritz-Haber-Institut war großartig. Das Thema war für uns völlig neu, was das Projekt noch spannender gemacht hat. Wann immer wir Fragen hatten, war das Team stets bereit zu helfen. Ein besonderer Dank gilt Chiara und Artem, die sich regelmäßig mit uns getroffen und uns klare Rückmeldungen gegeben haben, was noch fehlte und was verbessert werden konnte.

Wir haben viel gelernt und das Wissen, das wir an der BHT erworben haben, angewendet – eine interdisziplinäre Mischung, die sehr gut funktioniert hat. Wir sind stolz, dass die Plattform nun am Institut und darüber hinaus genutzt wird.“

Fritz-Haber-Institut

Das Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, kurz FHI, ist ein internationaler Forschungsstandort, an dem Wissenschaftler*innen aus aller Welt die Grundlagen für die chemische Umwandlung von Materie und Energie an Oberflächen und Grenzflächen untersuchen.

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