TiO2 ist ein kristallines Oxid mit breiter Bandlücke, das in der 
Elektronik zurzeit unter anderen als hoch-k Dielektrikum und als 
Hostmaterial für Quantum-Computer-Bauelemente und als 
Grundla-genmaterial für durchsichtige Elektronik im Fokus der 
Interesse steht. TiO2 Nanostrukturen (poröse Schichten, Nanoröhren und 
Nanodrähte) lassen sich relativ leicht herstellen und finden 
vielseitige Anwendung in der fotokatalytischen Luft- und 
Wasserreinigung, in der Herstellung und Speicherung von Wasserstoff, 
in Gasfühlern und in elektrochemischen Solarzellen. Die 
Gleichgewichtkonzentration der freien Ladungsträger ist in all diesen 
Anwendungen von großer Bedeutung, wird aber durch eine komplexe 
Wechselwirkung zwischen absichtlicher Dotierung und intrinsischen und 
extrinsischen Defekten bestimmt. Da TiO2 normalerweise 
sauerstoffdefizient ist, spielt die Sauerstoffleerstelle dabei eine 
zentrale Rolle. Für die elektronischen Anwendungen ist es darüber 
hinaus essentiell, geeignete Elemente für die n- und p- Dotierung von 
TiO2 zu finden, bzw. das Verhalten dieser Elemente zu untersuchen. 
Leider versagen bei den theoretischen Untersuchungen der Defekte in 
TiO2 die üblichen Näherungen der Dichtefunktionaltheorie. Die 
Hybridfunktionale ermöglichen zwar eine solche Studie, allerdings mit 
einem erhöhten Rechenaufwand von 1-2 Größenordnungen. Zusätzlich 
scheint in TiO2 der von der beschränkten Größe des simulierten Systems 
herrührende Fehler in vielen Fällen (z.B. bei der Sauerstoffvakanz) 
viel gravierender zu sein, als das zum Beispiel bei den kovalenten 
Halbleitern der Fall ist, sodass entsprechend große Superzellen bei 
den theoretischen Untersuchungen verwendet werden müssen. Angesichts 
der großen Bedeutung der Fragestellung wird hier ein voraussichtlich 
dreijähriges Projekt vorgeschlagen, in dessen zweite Jahr die 
Eigenschaften der Sauerstoffvakanz und einiger ausgewählten p- und 
n-Typ Dotierelemente untersucht werden soll.