Aufgrund steigender Anforderungen an moderne Werkstoffe, werden deren Eigenschaften gezielt beeinflusst. Die stetig voranschreitende Entwicklung immer komplexerer Materialien und kleinerer Strukturen bringt stark ansteigende Entwicklungskosten und -zeiten mit sich.

 Zur gezielten Beeinflussung der Eigenschaften eines Materialsystems wird ein genaues Verständnis der zugrunde liegenden physikalischen Effekte benötigt. Eine Vielzahl dieser Eigenschaften lassen sich nur mit Hilfe quantenmechanischer Berechnungen exakt beschreiben.

Aufgrund der potentiellen Kostenersparnis und des tieferen Verständnisses der physikalischen Eigenschaften, haben quantenmechanische Berechnungen in den letzten Jahren einen festen Platz im Rahmen der Entwicklung von neuen Materialien und der Untersuchung von mechanischen Stabilitäten nanoskaliger Strukturen eingenommen.