Nichtlokale, auf der Paarverteilungsfunktion basierende Dichtefunktionale

• Antragsteller: Professor Dr. Filipp U. Furche
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5405537

Dichtefunktionalmethoden sind zu einem der wichtigsten Hilfsmittel für die theoretische Untersuchung der elektronischen Struktur von Molekülen und Festkörpern geworden. Trotz der bisherigen Erfolge wird die künftige Entwicklung der Dichtefunktionaltheorie wesentlich davon abhängen, ob es gelingt, die Genauigkeit der Dichtefunktionale ohne gravierende Effizienzeinbußen zu verbessern. Diese Frage ist für zahlreiche Anwendungen im Bereich der Chemie, Bio- und Materialwissenschaften von großem Interesse. In diesem Projekt soll eine Klasse nichtlokaler Dichtefunktionale untersucht werden, die auf Modellen für die Paarverteilungsfunktion beruht. Obwohl Funktionale dieses Typs allgemeiner sind als die populären semilokalen Näherungen und viele wünschenswerte Eigenschaften haben, sind sie lange Zeit vernachlässigt worden, da frühe Anwendungen zu enttäuschenden Ergebnissen führten. Diese Unstimmigkeit verdient eine nähere Untersuchung. Mit Hilfe formaler Argumente, aber auch durch Betrachtung von Modellen soll eine Liste der wesentlichen Eigenschaften der Paarverteilungsfunktion in inhomogenen Systemen erstellt werden. Damit lassen sich die Perspektiven für eine robuste Näherung 'nullter Ordnung' abschätzen. Insbesondere soll untersucht werden, ob eine kontrollierte Extrapolation zu inhomogenen Systemen, ausgehend von der Paarverteilungsfunktion des homogenen Elektronengases, möglich ist. Erfolgversprechende Funktionale sollen an realen Sysemen getestet werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor John P. Perdew, Ph.D.