Wenn Code auf Quanten trifft: Wie Studierende der Berliner Hochschule für Technik ein Forschungstool neu gestalteten

Was passiert, wenn scharfsinnige Programmierer*innen auf die komplexen Herausforderungen der Quantenchemie treffen? Am Fritz‑Haber‑Institut (FHI) ist genau daraus etwas Aufregendes entstanden: Eine interaktive Visualisierungsplattform, die Forschenden hilft, Simulationen elektronischer Materialeigenschaften besser zu verstehen und zu steuern.

Nach dem erfolgreichen Start im Jahr 2024 freut sich das Institut besonders, die Zusammenarbeit mit Studierenden der Berliner Hochschule für Technik (BHT) fortzusetzen.

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

Die neue Plattform eröffnet Forschenden detaillierte Einblicke in die Optimierung elektronischer Bandstrukturen. Jede Materialart – ob Metall, Silizium oder Batteriekomponente – besitzt eine spezifische elektronische Bandstruktur. Diese kann man sich als eine Art Landkarte vorstellen, 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.“