Física, Química y Matemáticas (FQM) Universidad del País Vasco Aunque las leyes fundamentales que rigen las propiedades físicas y químicas de los átomos, las moléculas y los sólidos son conocidas desde el advenimiento de la mecánica cuántica, en general las ecuaciones resultantes son demasiado complicadas para ser resueltas. La teoría funcional de la densidad (DFT) es una forma ingeniosa de reformular el problema de muchos electrones de tal manera que el problema sea manejable en la práctica, pero al precio de introducir aproximaciones. Hoy en día, DFT es, con mucho, el marco más utilizado para la descripción ab-intio de materiales tanto en equilibrio como fuera de equilibrio en su encarnación dependiente del tiempo (TDDFT). Nuestra investigación hace uso de ambos marcos (TD) DFT para una descripción atomística de materiales (en particular materiales de baja dimensión como nanoclusters o sistemas bidimensionales), pero también tiene como objetivo desarrollar herramientas para abordar los problemas fundamentales abiertos en DFT, como la descripción de sistemas fuertemente correlacionados, el transporte de carga, espín y calor, y el calculo de funciones espectrales. En este proyecto vamos a explorar un nuevo camino para solucionar estos problemas -últimamente relacionados- de DFT de una manera unificada, aprovechando una nueva extensión de DFT para el estado estacionario (i-DFT), recientemente desarrollado por el IP y otros investigadores de este proyecto. Otra manera para calcular espectros de sistemas fuertemente correlacionados a partir de primeros principios es la combinación de DFT con métodos de muchos cuerpos como la teoría de campo medio dinámico (DMFT). Un enfoque de este proyecto es la extensión del método NanoDMFT, que implementa el método DMFT+DFT para sistemas nanoscópicos. Otro enfoque importante de este proyecto es el problema de la conversión carga-espín en la interfaces metal-superconductor que se va a tratar combinando DFT con la teoría cinética cuasi-clásica. Además vamos a explorar tanto con métodos teóricos (DFT, i-DFT y NanoDMFT) como con métodos experimentales (microscopia u espectroscopia de efectos túnel) las propiedades electrónicas, magnéticas y térmicas de moléculas en superficies, materiales 2D y heteroestructuras. Un enfoque particular van a ser las signaturas espectrales de fuertes correlaciones y líquidos cuánticos de espín en la espectroscopia de efecto túnel. Finalmente, en otra linea de investigación vamos a aprovechar el recientemente desarrollado del marco de QED-DFT que describe la interacción de electrones con campos electromagnéticos cuantificados (fotones) para establecer un campo nuevo, el de heteroestructuras tipo van der Waals retorcidas en cavidades llamado "Cavity Twistronics" que proporciona una nueva plataforma para materiales y tecnologías cuánticas basadas en la interacción de la materia con campos fotónicos.