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Applicazione di Metodi Perturbativi Post-SCF allo Studio di Sistemi Cristallini: dal Metodo MP2 ai Metodi DFT-Doppiamente Ibridi

CRYSCOR

Nel programma CRYSCOR è implementato uno schema computazionale ab initio post-Hartree Fock finalizzato alla determinazione dell’energia di correlazione elettronica in cristalli isolanti attraverso una tecnica che generalizza per i sistemi periodici una formulazione locale della correzione perturbativa Møller-Plesset troncata al secondo ordine MP2.
L’energia di correlazione elettronica dinamica originata dalla correlazione istantanea dei moti elettronici, pur rappresentando solo una piccola parte dell’energia totale del sistema, è essenziale per la definizione di alcune grandezze chimico-fisiche quali la forza di legame, l’energia di coesione e le forze di dispersione o interazioni di Van der Waals VdW.
Assumendo come stato di riferimento imperturbato l’accurata soluzione Hartree-Fock HF fornita da CRYSTAL, CRYSCOR elabora le equazioni perturbative al secondo ordine finalizzate alla determinazione della correzione all’energia ed alla densità, sfruttando la simmetria puntuale e traslazionale del sistema cristallino in esame, attraverso un’originale riformulazione dell’approccio di correlazione locale proposto da Pulay e Saebø che sfrutta la natura a corto raggio della correlazione elettronica (R α10-6) APP. A già implementato in MOLPRO nel caso di sistemi molecolari.
A differenza di CRYSTAL, in cui la funzione d’onda è ottenuta con un calcolo condotto su orbitali canonici CO Canonical Orbitals, delocalizzati, CRYSCOR utilizza le funzioni locali di Wannier (WF o Wannier functions) rappresentabili come combinazioni lineari di funzioni orbitali di tipo gaussiano, Gaussian-Type Orbitals o GTO, per la definizione dello spazio occupato; mentre la descrizione dello spazio virtuale è affidata ai Projected Atomic Orbitals PAO, originati dagli orbitali atomici AO attraverso proiezione della porzione di spazio occupato HF.
Le funzioni di Wannier, ben localizzate e traslazionalmente invarianti, sono originate da CRYSTAL tramite trasformazione unitaria delle funzioni di Bloch che descrivono le bande di valenza; i PAO sono invece calcolati da CRYSCOR applicando un opportuno operatore di proiezione alla matrice densità.
Di seguito sono descritte l’implementazione e le caratteristiche salienti delle equazioni perturbative MP2 in CRYSCOR. Tale trattazione, benchè semplificata, è utile per poter sfruttare al meglio le potenzialità computazionali di questo programma, poiché ciascun calcolo di correlazione necessita di una attenta calibrazione di alcuni parametri fondamentali definibili nell’input.

Questo brano è tratto dalla tesi:

Applicazione di Metodi Perturbativi Post-SCF allo Studio di Sistemi Cristallini: dal Metodo MP2 ai Metodi DFT-Doppiamente Ibridi

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Informazioni tesi

  Autore: Simona Fabre
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Torino
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Chimica
  Relatore: Bartolomeo Civalleri
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 273

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energia di correlazione
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