Entwicklung und Implementierung neuer Berechnungsverfahren für elektronische Eigenschaften mit Dichtefunktionaltheorie-Rechnungen in kondensierter Materie

• Applicant: Professor Dr. Daniel Sebastiani
• Subject Area: Theoretical Chemistry: Electronic Structure, Dynamics, Simulation
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5430179

Die Dichtefunktionaltheorie (DFT) als Methode zur Beschreibung der quantenmechanischen Elektronenstruktur hat sich im letzten Jahrzehnt als Schlüsseltechnologie zur Berechnung von charakteristischen Materialeigenschaften auf mikroskopischer Ebene herausgestellt. Mit ihrer Hilfe können Vorhersagen über das Verhalten von Atomen, Molekülen und Festkörpern getroffen werden. Dies ermöglicht unter anderem die Bestimmng struktureller und dynamischer Eigenschaften, die zur Interpretation vieler Experimente und zum Verständnis von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen erforderlich sind. In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung, Implementierung und Anwendung neuer Berechnungsverfahren für experimentell zugängliche elektronische Eigenschaften von großem Interesse, da hierdurch neue Möglichkeiten zur Wechselwirkung zwischen Theorie und Experiment entstehen. So sind Berechnungen spektroskopischer Parameter für isolierte Moleküle mittlerweile zu einem Standardverfahren in der theoretischen Chemie geworden. In der kondensierten Phase existieren aufgrund von theoretischen Schwierigkeiten erst seit kurzem einige Algorithmen, mit denen z.B. NMR- und Raman-Spektren zuverläßig berechnet werden können. Im Rahmen dieses Projekts sollen daher weitere Methoden zur Berechnung von Festkörpereigenschaften entwickelt und in ein bestehendes umfangreiches Programmpaket implementiert werden. Daneben sollen vorhandene Algorithmen weiter verbessert und optimiert werden. Die Leistungsfähigkeit dieser Entwicklungen soll anschließend durch entsprechende Anwendungen demonstriert werden. Dabei soll der Schwerpunkt auf supramolekularen Systemen liegen, für die aktuelle experimentelle Daten vorliegen.

• DFG Programme: Research Grants