Drie PhD-plekken zijn beschikbaar in de Alessio-groep van de afdeling Quantum Nanoscience aan de TU Delft, gericht op het onderzoeken van de elektronische structuur en het magnetisch gedrag van moleculaire en atomische spins op oppervlakken. Deze posities vormen de kern van het ERC-project SPINOCCHIO, "Een nieuwe kwantumchemische benadering van spins op oppervlakken."

De Rol

Moleculen en atomen met ongepaarde elektronen vertonen een netto magnetisch moment en dienen als bouwstenen voor moleculaire kwantumapparaten voor technologieën van de volgende generatie. Terwijl de ontwerpbeginselen voor langlevende moleculaire magneten duidelijker worden, is de volgende uitdaging het assembleren van deze eenheden in spinlattices via oppervlakteafzetting en het adresseren van hun magnetisch gedrag op het niveau van individuele moleculen. Recente vooruitgangen in EPR-STM-technieken hebben het mogelijk gemaakt om individuele spins en spinarrays op oppervlakken te manipuleren.

Echter, onze huidige theoretische toolkit voor moleculaire magnetische materialen loopt achter op deze experimentele doorbraken. DFT faalt in het vastleggen van sterke correlatie, terwijl op golffuncties gebaseerde methoden computationeel onhaalbaar zijn voor sterk-gecorreleerde materialen.

Dit project heeft als doel om dit te veranderen en ons begrip van het statische en dynamische gedrag van spins op oppervlakken en oppervlakte spinarrays te verbeteren. Deze systemen, die echte moleculaire kwantumapparaten vertegenwoordigen die honderden atomen en meerdere magnetische centra omvatten, vormen een grote uitdaging in de kwantumchemie tussen systeemgrootte en complexiteit. Om deze uitdaging te overwinnen, zullen we een nieuwe kwantumchemische benadering ontwikkelen die periodieke kwantumverankering combineert met een grofkorrelige behandeling van sterke correlatie. Met deze nieuwe tools zullen we onderzoeken hoe het oppervlak het magnetisch gedrag en de spinrelaxatie van de magnetische adsorbaten beïnvloedt. Bovendien zullen we alle lichtgeïnduceerde fenomenen verkennen die essentieel zijn voor de optische controle van individuele spins. Deze nieuw verworven kennis zal het ontwerp van magnetisch stabiele en optisch adresseerbare spins op oppervlakken begeleiden, waardoor moleculaire kwantumtechnologieën werkelijkheid worden.

Afhankelijk van de geschiktheid kunnen succesvolle kandidaten bijdragen aan een of meer van de volgende onderzoeksprogramma's:

• Onderzoeken van het effect van de omgeving op het magnetisch gedrag van spins op oppervlakken door een nieuwe periodieke kwantumverankering te ontwikkelen die de equation-of-motion coupled-cluster (EOM-CC) theorie met periodieke DFT (pbcEOM-CC) combineert.
• Kwantificeren van spin-fonon koppelingen van spins op oppervlakken—de bottleneck voor het modelleren van spinrelaxatie—door een nieuwe benadering te ontwikkelen met behulp van pbcEOM-CC en een toestand-interactie behandeling van de spin-spin, spin-orbit, en Zeeman interacties.
• Ontwikkelen van nieuwe optische cycli voor het bereiken van optische adresseerbaarheid van individuele spins op oppervlakken door de interactie tussen optische excitatie en zowel radiatieve als niet-radiatieve vervalpaden binnen het pbcEOM-CC kader te onderzoeken.
• Voorzien van een kosteneffectieve behandeling van magnetische uitwisselingsinteracties in oppervlakte spinlattices door een grofkorrelige strategie te gebruiken en effectieve Hamiltonians te bouwen die werken in een model subruimte van pbcEOM-CC golffuncties. Deze strategie, gecombineerd met de statische en dynamische beschrijving van geadsorbeerde spins, zal de bottom-up, atoom-voor-atoom voorbereiding en controle van moleculaire kwantumapparaten begeleiden.

De PhD-plaatsen zijn voor elk vier jaar. De startdatum is onderhandelbaar. De kandidaat die aan het eerste programma werkt, dient bij voorkeur op 01.10.2026 te beginnen, terwijl de andere twee posities tot zes maanden kunnen worden uitgesteld.

Vereisten

• MSc-graad in Chemie, Natuurkunde, Materialenwetenschappen of een gerelateerde discipline.
• Sterke achtergrond in de theorie van gecondenseerde materie, elektronische structuurmethoden, vele-lichaam fysica en moleculaire simulaties.
• Kennis van magnetisme en open-shell systemen is zeer gewaardeerd.
• Ervaring met computationele methoden en wetenschappelijk programmeren is zeer wenselijk.
• Sterke analytische, probleemoplossende en communicatieve vaardigheden.
• Vermogen om zelfstandig te werken evenals in multidisciplinaire onderzoeksteams.

Wat We Bieden

• Een periode van vier jaar werkgelegenheid in principe, maar in de vorm van 2 arbeidsovereenkomsten. Een initiële contract van 1,5 jaar met een officiële go/no-go voortgangsevaluatie binnen 15 maanden. Gevolgd door een aanvullende overeenkomst voor de resterende 2,5 jaar, mits alles goed gaat en aan de prestatie-eisen wordt voldaan.
• Salaris en voordelen zijn in overeenstemming met de CAO voor Nederlandse Universiteiten, oplopend van €3059 - €3881 bruto per maand, van het eerste tot het vierde jaar op basis van een fulltime contract (38 uur), plus 8% vakantiegeld en een eindejaarsbonus van 8,3%.
• Als PhD-kandidaat word je ingeschreven in de TU Delft Graduate School, die een inspirerende onderzoeksomgeving biedt met een uitstekend team van supervisors, academisch personeel en een mentor. Het Doctoral Education Programme is gericht op het ontwikkelen van je overdraagbare, disciplinegerelateerde en onderzoeksvaardigheden.
• TU Delft biedt een aanpasbaar compensatiepakket, kortingen op ziektekostenverzekering en een maandelijkse bijdrage aan werkgerelateerde kosten. Flexibele werktijden kunnen worden geregeld.

Sollicitatieprocedure

Als je deel wilt uitmaken van een levendige, dynamische en zeer interdisciplinaire omgeving, jezelf wilt uitdagen om onafhankelijk te groeien en wilt bijdragen aan grensverleggend onderzoek in kwantumnanowetenschap, solliciteer dan uiterlijk op 24 augustus 2026 via de sollicitatieknop en upload de volgende documenten:

• Een motivatiebrief waarin je je persoonlijke motivatie en specifieke kwalificaties voor deze functie beschrijft (max 1 pagina)
• CV
• Link naar de masterthesis. Voeg ook een korte beschrijving van eerder onderzoek of thesiswerk toe, maximaal 1-2 pagina's
• Kopieën van de meest relevante tijdschrift/conferentiepublicaties voor deze positie (indien van toepassing)

Je kunt je sollicitatie richten aan Maristella Alessio.