Grupa za modeliranje i teoriju materijala razvija i primjenjuje napredne računalne metode za razumijevanje, predviđanje i dizajn svojstava materijala na atomskoj razini. Povezivanjem fundamentalnih fizikalnih teorija, računalnih simulacija velikih sustava i metoda strojnog učenja istražujemo kako ponašanje elektrona i atoma određuje elektronička, magnetska, vibracijska, mehanička i dinamička svojstvamaterijala.

Naša se istraživanja prvenstveno temelje na metodama elektronske strukture iz prvih principa, uključujući teoriju funkcionala gustoće, te neadijabatske mnogočestične metode. Razvijamo i primjenjujemo strojno učenje i druge metode temeljene na podacima kako bismo atomske simulacije proširili na prostorne i vremenske skale koje nisu dostupne klasičnim metodama iz prvih principa. Takvi pristupi omogućuju simulacije molekulske dinamike velikih sustava, računalni probir velikog broja materijala te istraživanje složenih materijala i fizikalnih pojava uz zadržavanje točnosti bliske metodama iz prvih principa.

Grupa istražuje širok raspon materijala i fizikalnih pojava. Glavni smjerovi istraživanja obuhvaćaju dvodimenzionalne i van der Waalsove materijale, s naglaskom na njihova elektronička, magnetska i vibracijska svojstva; površine i heterogenu katalizu, uključujući adsorpciju te laserski i svjetlosno induciranu dinamiku molekula; te molekulske kristale i mehanokemiju, gdje istražujemo polimorfizam, mehanički odziv, toplinski inducirane transformacije i reakcijske
puteve.

Razvojem novih računalnih metoda i njihovim povezivanjem s eksperimentalnim istraživanjima Grupa nastoji povezati fundamentalnu fiziku materijala s računalno potpomognutim otkrivanjem novih materijala.