Doktorand inom Multifysiksimulering av kristalltillväxt i metallbaserade batterier

Antagning till forskarutbildning i ämnet teknisk fysik med inriktning mot tillämpad mekanik

vid avdelningen för tillämpad mekanik, Institutionen för materialvetenskap, Uppsala universitet

Bli en av oss!

Institutionen för materialvetenskap och teknik har som mål att vara en miljö för framgångsrik och värdefull forskning och utbildning med inriktning mot materialvetenskapliga lösningar för viktiga samhällsutmaningar. Vår institution är en spännande arbetsplats med forskning i ett brett teknikrelaterat område, från grundforskning till storskalig tillämpad forskning, och har täta kontakter med studenter genom institutionens engagemang i civilingenjörs- kandidat- och masterutbildningar. Institutionen har sju avdelningar med olika forskningsfokus, samt en administrativ avdelning för stöd och service. Institutionen är en internationell arbetsplats med ca 230 verksamma medarbetare.

Läs mer om oss här

Om avdelningen

Avdelningen för tillämpad mekanik är en del av Institutionen för materialvetenskap och teknik vid Ångströmlaboratoriet. Vi bedriver forskning inom experimentell och beräkningsinriktad mekanik med tillämpningsområden främst inom livsvetenskaper, material- och strukturutveckling samt energirelaterade områden.

Den forskning som bedrivs är ofta tvärvetenskaplig och sträcker sig från tillämpade projekt i nära samarbete med industri till akademisk grundforskning. En doktorsexamen inom området ger många spännande framtida möjligheter både inom akademin och industri, nationellt såväl som internationellt.

Projektbeskrivning

Projektet avser utveckling och implementering av numeriska algorithmer för multifysikalisk modellering av batterimaterial. Metallelektroder i batterier erbjuder exceptionella fördelar vad gäller energitäthet, kostnadseffektivitet och hållbarhet, och de möjliggör även utvecklingen av nya, miljövänliga batterier. Ett stort problem i metallbaserade batterier är kristalltillväxt, dendriter, det vill säga nålliknande metalliska nanostrukturer som uppstår under metallplätering. Dessa strukturer utgör en säkerhetsrisk genom att potentiellt kunna penetrera separatorn mellan anod och katod, vilket orsakar intern kortslutning eller till och med brand. Att förstå och kontrollera dendrittillväxt är därför kritiskt.

Specifikt skall högupplösta multifysikaliska numeriska algoritmer baserade på fasfältsteorier att utvecklas och implementeras på datorkluster för att simulera dendritbildning. Fasfältsmodeller är fördelaktiga tack vare sin flexibilitet när det gäller att beskriva kopplade fysikaliska fenomen över olika längd- och tidsskalor. Med modellerna skall metallers elektroplätering simuleras och speciellt skall bidraget från mekanisk deformation analyseras, det vill säga effekter av mekanisk spänning som induceras av materialets fasomvandlingar/svällning vid dendrittillväxt. De framtagna modellerna har potential att bistå materialinnovation för nästa generations batteriteknologier.

Projektet utförs av forskare inom beräkningsmekanik och strukturkemi och är en del av COMPEL (Competence and Excellence for the Electrification of the Transport System), en strategisk satsning från den svenska regeringen för att säkerställa Sveriges långsiktiga konkurrenskraft inom batteriutveckling och elektrifiering av transportsektorn.

Arbetsuppgifter

Huvuduppgiften för en doktorand är att ägna sig åt sin forskarutbildning vilket innefattar såväl deltagande i forskningsprojekt som forskarutbildningskurser. I arbetsuppgifterna kan det även ingå medverkan i undervisning och annat institutionsarbete, dock max. 20% av arbetstiden.

Att vara doktorand innebär att självständigt driva projekt inom ett specifikt forskarutbildningsämne. Du samarbetar löpande med andra doktorander och forskare för att tillsammans skapa resultat inom olika projekt och har en eller flera handledare till stöd under din forskarutbildning. Du arbetar dock till stor del självständigt, tex. genom arbete i laboratoriemiljö och att skriva artiklar för journaler och för resultat till din doktorsavhandling. Vanligtvis ingår någon form av halvtidsseminarium efter ungefär halva utbildningstiden.

När du antas till en forskarutbildning erbjuds du en anställning som doktorand. En anställning som doktorand vid Uppsala universitet motsvarar utbildning på forskarnivå på heltid under fyra år.

Läs mer om forskarutbildningen här

Arbetsuppgifterna inkluderar aktiviteter som sträcker sig från teoretisk utveckling inom materialmodellering till programmering i egenutvecklade koder, samt genomförande av experiment lokalt och nationellt (vid större anläggningar såsom synkrotronljusanläggningar).

Kvalifikationskrav

• Civilingenjör- eller masterexamen i teknisk fysik, mekanik, beräkningsteknik eller närliggande områden, eller annan motsvarande utbildning
• Dokumenterad erfarenhet och kunskap inom mekanik
• God förmåga att uttrycka sig i tal och skrift på engelska

Bestämmelser för doktorander återfinns i Högskoleförordningen (1993:100) 5 kap §§ 1-7 samt i universitetets regler och riktlinjer.

Önskvärt/meriterande i övrigt

• Dokumenterad erfarenhet och kunskap inom fysik och vetenskaplig programmering
• Goda kunskaper i matematisk modellering/analys
• Ett eller flera av följande områden: kontinuummekanik, beräkningsmekanik, numerisk analys för differentialekvationer, numerisk linjär algebra, termodynamik samt programmeringsspråk såsom Python, C/C++, Fortran eller Matlab.

Stor vikt läggs vid personliga egenskaper såsom förmågan att självständigt planera och genomföra arbete. Du har god förmåga att arbeta mot uppsatta mål och arbetar fokuserat för att uppnå dem. I detta har du även förmåga att behålla fokus, även under perioder med hög arbetsbelastning. Du har god samarbets- och kommunikationsförmåga, vilket gör att du samarbetar väl med andra. Du har dessutom god förmåga att skriva akademisk text.

Din ansökan ska innehålla:

• Ett kort brev där du beskriver dig själv, varför du vill doktorera och varför just du är lämplig för denna tjänst.
• CV (max 2 sidor)
• En vidimerad kopia av din masterexamen/civilingenjörsexamen och dina kursbetyg.
• Kopior (eller utkast) av ditt examensarbete på avancerad nivå och andra dokument, så som publikationer, som du önskar åberopa.
• Namn och kontaktuppgifter på minst två kontaktpersoner som accepterat att vara referenser för dig, med eventuellt ytterligare rekommendationsbrev. Det ska även framgå vilken relation du har haft till respektive referent.

Ansökan bör skrivas på engelska. Vi kommer löpande att läsa ansökningshandlingar och kalla till intervju.

Om anställningen
Anställningen är tidsbegränsad, enligt HF 5 kap § 7. Omfattningen är heltid. Tillträde 2029-09-01 eller enligt överenskommelse. Placeringsort: Uppsala

Upplysningar om anställningen lämnas av: Professor Per Isaksson, per.isaksson@angstrom.uu.se

Välkommen med din ansökan senast den 16 april 2026, UFV-PA 2026/566