Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger - Luận án tiến sĩ

Luận án tiến sĩ về phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử. Nghiên cứu tương quan điện tử, mật độ hàm và tính toán lượng tử.

Trường ĐH

University of California, Berkeley

Chuyên ngành

Chemistry

Tác giả

Luan An

Thể loại

dissertation

Năm xuất bản

Số trang

128

Thời gian đọc

20 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tóm tắt nội dung

I. Phương Trình Schrödinger Phân Tử Tổng Quan

Phương trình Schrödinger điện tử mô tả cấu trúc lượng tử của phân tử. Toán tử Hamilton phân tử bao gồm hai thành phần chính: trường trung bình và thế dao động. Phương pháp trường trung bình giải quyết trạng thái hạt đơn trong sự hiện diện trung bình của các hạt khác. Quá trình này tạo ra toán tử Hamilton hiệu dụng một hạt tự nhất quán. Tính toán tương quan cho phép trạng thái hệ phụ thuộc vào tọa độ của tất cả các hạt theo cách không thể tách rời. Trạng thái riêng chính xác của toán tử Hamilton đầy đủ chỉ có thể xấp xỉ trong thực tế. Tương quan electron được định nghĩa là độ lệch của trạng thái so với nghiệm trường trung bình. Cơ học lượng tử phân tử đối mặt với thách thức tính toán đáng kể khi giải phương trình eigenvalue phức tạp này.

1.1. Cấu Trúc Toán Tử Hamilton Phân Tử

Toán tử Hamilton điện tử chia thành hai phần riêng biệt. Phần trường trung bình mô tả tương tác trung bình giữa các electron. Thế dao động bắt giữ hiệu ứng tương quan phức tạp hơn. Phương pháp Hartree-Fock sử dụng xấp xỉ trường trung bình tự nhất quán. Hàm sóng phân tử trong mô hình này là tích phản đối xứng của orbital phân tử. Mỗi electron chuyển động trong trường trung bình do các electron khác tạo ra.

1.2. Bản Chất Tương Quan Electron

Tương quan electron phản ánh sự khác biệt giữa nghiệm chính xác và trường trung bình. Tương quan tĩnh xuất hiện khi cấu hình điện tử đơn không đủ mô tả hệ. Tương quan động bắt nguồn từ dao động tức thời trong mật độ electron. Phân loại thành tương quan tầm ngắn và tầm dài cũng hữu ích. Lý thuyết phiếm hàm mật độ cố gắng bao gồm hiệu ứng tương quan trong mô hình một hạt.

1.3. Thách Thức Tính Toán Trong Cơ Học Lượng Tử

Giải chính xác phương trình Schrödinger cho phân tử là bài toán cực kỳ khó. Số chiều không gian trạng thái tăng theo cấp số nhân với số electron. Phương pháp biến phân cung cấp giới hạn trên cho năng lượng trạng thái cơ bản. Phương pháp nhiễu loạn tính toán hiệu chỉnh tương quan theo chuỗi. Cả hai phương pháp đều có giới hạn về độ chính xác và chi phí tính toán.

II. Phân Tách Toán Tử Coulomb Tầm Ngắn Dài

Nghiên cứu đề xuất phương pháp phân biệt rõ ràng giữa tương quan tầm ngắn và tầm dài. Toán tử Coulomb được chia thành hai phần riêng biệt về mặt toán học. Việc phân tách này tạo ra tích phân phân tử phi tầm thường mới. Phương pháp cho phép xử lý riêng biệt các loại tương quan khác nhau. Tương quan tầm ngắn liên quan đến tương tác electron ở khoảng cách gần. Tương quan tầm dài mô tả hiệu ứng ở khoảng cách xa hơn. Cách tiếp cận này mở ra khả năng tối ưu hóa từng thành phần riêng lẻ. Tích phân phân tử mới đòi hỏi phát triển thuật toán tính toán đặc biệt.

2.1. Công Thức Toán Học Phân Tách Coulomb

Toán tử Coulomb 1/r được phân tách thành tổng hai hàm. Thành phần tầm ngắn chiếm ưu thế khi r nhỏ. Thành phần tầm dài quan trọng khi r lớn. Hàm phân tách được chọn để đảm bảo tính liên tục và khả vi. Tham số phân tách điều khiển điểm chuyển tiếp giữa hai chế độ. Lựa chọn hàm phân tách ảnh hưởng đến hiệu quả tính toán.

2.2. Tích Phân Phân Tử Với Toán Tử Chia

Tích phân hai electron cần được tính toán lại với toán tử mới. Tích phân tầm ngắn tập trung vào vùng không gian nhỏ. Tích phân tầm dài trải rộng trên vùng không gian lớn hơn. Thuật toán tính toán phải tận dụng cấu trúc đặc biệt của toán tử. Phương pháp số hiệu quả giảm đáng kể chi phí tính toán. Độ chính xác tích phân ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng kết quả.

2.3. Ứng Dụng Trong Tính Toán Tương Quan

Phân tách cho phép áp dụng phương pháp khác nhau cho mỗi phạm vi. Tương quan tầm ngắn có thể xử lý bằng DFT cải tiến. Tương quan tầm dài yêu cầu phương pháp chính xác hơn như coupled-cluster. Chiến lược kết hợp tận dụng điểm mạnh của mỗi phương pháp. Chi phí tính toán giảm so với xử lý toàn bộ tương quan bằng một phương pháp.

III. Hiệu Chỉnh DFT Khắc Phục Tự Tương Tác

Phương pháp Kohn-Sham DFT cố gắng bắt giữa hiệu ứng tương quan trong mô hình một hạt. Lý thuyết phiếm hàm mật độ dựa trên định lý Hohenberg-Kohn về sự tồn tại phiếm hàm năng lượng. Tuy nhiên, các phiếm hàm gần đúng hiện tại mắc lỗi tự tương tác electron nghiêm trọng. Electron tương tác với chính nó thông qua thế trung bình, dẫn đến sai số hệ thống. Nghiên cứu đề xuất mượn các số hạng từ toán tử Hamilton trường trung bình để hiệu chỉnh. Toán tử Coulomb phân tách được sử dụng để tách riêng lỗi tự tương tác. Phương pháp lai kết hợp trao đổi chính xác và tương quan DFT. Cách tiếp cận này cải thiện đáng kể độ chính xác cho nhiều tính chất phân tử.

3.1. Vấn Đề Tự Tương Tác Trong DFT

Phiếm hàm mật độ gần đúng chứa lỗi tự tương tác electron. Mỗi electron đóng góp vào mật độ tổng thể. Electron sau đó tương tác với mật độ này, bao gồm cả đóng góp của chính nó. Trong hệ chính xác, tự tương tác phải triệt tiêu hoàn toàn. Lỗi này đặc biệt nghiêm trọng cho electron định xứ và trạng thái chuyển điện tích. Hậu quả bao gồm năng lượng ion hóa sai và rào cản phản ứng không chính xác.

3.2. Hiệu Chỉnh Bằng Trao Đổi Chính Xác

Trao đổi Hartree-Fock không chứa lỗi tự tương tác. Phương pháp lai trộn trao đổi chính xác với phiếm hàm DFT. Toán tử Coulomb phân tách xác định phần nào cần hiệu chỉnh. Trao đổi chính xác tầm ngắn loại bỏ tự tương tác ở khoảng cách gần. Tương quan DFT vẫn được giữ lại cho hiệu ứng tầm dài. Tỷ lệ trộn tối ưu phụ thuộc vào hệ và tính chất nghiên cứu.

3.3. Cải Thiện Độ Chính Xác Cho Orbital Phân Tử

Hiệu chỉnh tự tương tác cải thiện năng lượng orbital phân tử. Mô tả chính xác hơn cho trạng thái kích thích chuyển điện tích. Rào cản phản ứng hóa học được dự đoán tốt hơn. Hình học phân tử và tần số dao động chính xác hơn. Phương pháp đặc biệt hiệu quả cho hệ có electron định xứ mạnh. Chi phí tính toán tăng nhẹ so với DFT thuần túy nhưng vẫn khả thi.

IV. Tương Quan Tĩnh Và Đa Gốc Tự Do

Tương quan tĩnh xuất hiện khi một cấu hình điện tử không đủ mô tả trạng thái. Hiện tượng này quan trọng trong mô tả đa gốc tự do spin thấp. Đa gốc tự do là phân tử có nhiều electron độc thân tương tác yếu. Vật lý của tương quan tĩnh nằm ngoài khả năng của lý thuyết electron đơn. Nghiên cứu đề xuất định nghĩa cụ thể, độc lập mô hình cho đặc tính đa gốc tổng quát. Định nghĩa này xác định tọa độ không gian trạng thái mô tả tốt nhất tương quan mạnh. Phương pháp tìm ra các tọa độ này trong hàm sóng định tính đúng. Cách tiếp cận cung cấp công cụ chẩn đoán cho tầm quan trọng của tương quan tĩnh.

4.1. Bản Chất Tương Quan Tĩnh Phân Tử

Tương quan tĩnh phát sinh từ sự thoái hóa hoặc gần thoái hóa của trạng thái. Nhiều cấu hình điện tử có năng lượng tương đương cần được trộn. Hàm sóng đơn định thức không thể mô tả chính xác hệ này. Phương pháp trường trung bình như Hartree-Fock thất bại nghiêm trọng. Ví dụ điển hình là phân tử H2 ở khoảng cách liên kết kéo dài. Orbital phân tử liên kết và phản liên kết có năng lượng gần bằng nhau.

4.2. Định Nghĩa Đặc Tính Đa Gốc Tự Do

Đa gốc tự do chứa nhiều electron chưa ghép cặp. Các electron này chiếm các orbital phân tử khác nhau về không gian. Tương tác trao đổi giữa chúng yếu do chồng lấn quỹ đạo nhỏ. Trạng thái spin khác nhau có năng lượng rất gần nhau. Định nghĩa mới dựa trên phân tích entropy lượng tử của hàm sóng. Đại lượng này đo độ phân tán của mật độ xác suất trong không gian cấu hình.

4.3. Xác Định Tọa Độ Tương Quan Mạnh

Phương pháp tìm kiếm tọa độ không gian trạng thái tối ưu. Các tọa độ này mô tả tốt nhất tương quan tĩnh trong hệ. Thuật toán tối đa hóa một số đo về đặc tính đa gốc. Kết quả là tập orbital tự nhiên tương quan. Các orbital này khác với orbital phân tử Hartree-Fock thông thường. Chúng cung cấp cơ sở tốt hơn cho tính toán tương quan sau đó.

V. Thuật Toán Lượng Tử Cho Phương Trình Phân Tử

Toán tử Hamilton phân tử định nghĩa lớp bài toán lý tưởng cho tính toán lượng tử. Máy tính lượng tử sử dụng qubit và cổng lượng tử thay vì bit cổ điển. Trạng thái lượng tử có thể tồn tại trong chồng chất của nhiều cấu hình đồng thời. Tính chất này cho phép song song hóa tự nhiên của một số tính toán. Phương trình Schrödinger phân tử ánh xạ hiệu quả lên tài nguyên tính toán lượng tử. Nghiên cứu phát triển chi tiết thuật toán lượng tử cho bài toán này. Thuật toán mô phỏng tiến hóa thời gian của hệ lượng tử phân tử. Phương pháp ước lượng pha lượng tử trích xuất năng lượng trạng thái riêng.

5.1. Nguyên Lý Tính Toán Lượng Tử Cơ Bản

Qubit là đơn vị thông tin lượng tử cơ bản. Qubit có thể ở trạng thái |0⟩, |1⟩, hoặc chồng chất của cả hai. Cổng lượng tử thực hiện phép biến đổi unitary trên qubit. Đo lường qubit làm sụp đổ chồng chất thành trạng thái xác định. Rối lượng tử tạo tương quan mạnh giữa các qubit. Tính chất này không có tương đương trong tính toán cổ điển.

5.2. Ánh Xạ Toán Tử Hamilton Lên Qubit

Toán tử Hamilton phân tử được biểu diễn qua toán tử Pauli. Mỗi orbital phân tử ánh xạ lên một hoặc nhiều qubit. Toán tử sinh hủy fermion chuyển thành toán tử qubit qua biến đổi Jordan-Wigner. Tương tác hai electron trở thành tương tác hai qubit. Số qubit cần thiết tỷ lệ tuyến tính với số orbital phân tử. Biểu diễn này bảo toàn cấu trúc toán học của bài toán.

5.3. Thuật Toán Ước Lượng Pha Lượng Tử

Thuật toán ước lượng pha trích xuất giá trị riêng của toán tử. Trạng thái ban đầu chuẩn bị gần với trạng thái riêng mong muốn. Chuỗi cổng lượng tử mô phỏng tiến hóa thời gian theo toán tử Hamilton. Biến đổi Fourier lượng tử phân tích thông tin pha. Đo lường cuối cùng cho năng lượng trạng thái riêng với xác suất cao. Độ chính xác tăng theo số lần lặp của thuật toán.

VI. Triển Vọng Phương Pháp Mới Giải Schrödinger

Bốn hướng tiếp cận nghiên cứu giải quyết bài toán tương quan từ góc độ khác nhau. Phân tách toán tử Coulomb cho phép xử lý riêng tương quan tầm ngắn và dài. Hiệu chỉnh DFT khắc phục lỗi tự tương tác nghiêm trọng trong phương pháp Kohn-Sham. Phân tích đa gốc tự do cung cấp công cụ chẩn đoán tương quan tĩnh. Thuật toán lượng tử mở ra khả năng giải chính xác bài toán lớn trong tương lai. Mỗi phương pháp có điểm mạnh cho loại hệ và tính chất cụ thể. Kết hợp các phương pháp này tạo nên bộ công cụ toàn diện. Tiến bộ trong cơ học lượng tử tính toán phụ thuộc vào phát triển phương pháp mới.

6.1. Tích Hợp Các Phương Pháp Bổ Sung

Toán tử Coulomb phân tách kết nối DFT và phương pháp ab initio. Hiệu chỉnh tự tương tác cải thiện mô tả tương quan động. Phân tích đa gốc xác định khi cần tính toán tương quan tĩnh. Thuật toán lượng tử hứa hẹn giải quyết cả hai loại tương quan chính xác. Chiến lược tính toán tối ưu chọn phương pháp phù hợp cho từng phần của bài toán. Cách tiếp cận đa tầng cân bằng độ chính xác và chi phí.

6.2. Ứng Dụng Cho Hệ Phân Tử Phức Tạp

Phương pháp mới mở rộng khả năng nghiên cứu hệ lớn. Phân tử sinh học với hàng trăm nguyên tử trở nên khả thi. Phản ứng hóa học phức tạp được mô tả chính xác hơn. Vật liệu mới với tính chất điện tử đặc biệt có thể thiết kế. Xúc tác dị thể yêu cầu xử lý cả tương quan và hiệu ứng môi trường. Phương pháp biến phân kết hợp với DFT hiệu chỉnh cho kết quả đáng tin cậy.

6.3. Hướng Phát Triển Trong Tương Lai

Máy tính lượng tử đang phát triển nhanh chóng về số qubit và độ chính xác. Thuật toán lượng tử cho hóa học cần tối ưu hóa thêm. Phiếm hàm mật độ mới sẽ giảm lỗi tự tương tác mà không cần hiệu chỉnh. Phương pháp học máy có thể tìm phiếm hàm tối ưu từ dữ liệu. Sự kết hợp giữa tính toán cổ điển và lượng tử sẽ là xu hướng. Tiến bộ này sẽ cách mạng hóa thiết kế phân tử và vật liệu.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ: Novel approaches to solving the electronic Schrodinger equation for molecules

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (128 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

Novel Approaches to Solving the Electronic Schrödinger Equation for Molecules by Anthony Dean Dutoi B. (Saint Louis University) 1999 A dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Chemistry in the GRADUATE DIVISION of the UNIVERSITY OF CALIFORNIA, BERKELEY Committee in charge: Professor Martin P. Head-Gordon, Chair Professor David Chandler Professor Michael F. Crommie Spring 2006 UMI Number: 3228314 Copyright 2006 by Dutoi, Anthony Dean All rights reserved.

INFORMATION TO USERS The quality of this reproduction is dependent upon the quality of the copy submitted. Broken or indistinct print, colored or poor quality illustrations and photographs, print bleed-through, substandard margins, and improper alignment can adversely affect reproduction. In the unlikely event that the author did not send a complete manuscript and there are missing pages, these will be noted. Also, if unauthorized copyright material had to be removed, a note will indicate the deletion.

® UMI UMI Microform 3228314 Copyright 2006 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved. This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P.

Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 Novel Approaches to Solving the Electronic Schrodinger Equation for Molecules Copyright 2006 by Anthony Dean Dutoi Abstract Novel Approaches to Solving the Electronic Schrédinger Equation for Molecules by Anthony Dean Dutoi Doctor of Philosophy in Chemistry University of California, Berkeley Professor Martin P. Head-Gordon, Chair In the study of the electronic structure of matter, the Hamiltonian can generally be divided into two parts, a mean-field portion and a fluctuation potential. The mean- field approximation involves solving for the states of single particles in the averaged presence of others, self-consistently defining an effective one-particle Hamiltonian. A correlated calculation allows the state of the system to be a function of the coordinates of all the particles in an inseparable manner, but an exact such eigenstate of the full Hamiltonian can generally only be approximated.

Electron correlation is usually defined as the deviation of a state from a mean-field solution. This can loosely be divided into either static and dynamic or short- and long-range components. This work is a study of the correlation problem from four distinct angles. In the first part of this work, we attempt to make a well-defined computational distinction between short and long range by dividing the Coulomb operator itself into two pieces and deriving the resultant non-trivial molecular integrals.

We then proceed to look into present Kohn-Sham density-functional approaches, which attempt to cap- ture correlation effects in a one-particle model but suffer from electron self-interaction. Terms which can correct for the most severe errors are borrowed from the mean-field Hamiltonian, using our divided Coulomb operator. Although Kohn-Sham methods have shown an ability to make useful estimates of the dynamic correlation energy, the physics of static correlation are out of reach of any single-electron theory. Static correlation itself merits study, as it is an important part of the descriptions of species like low-spin multiradicals.

We propose a specific, model-independent definition of general multiradical character, and we find that it identifies the state-space coordi- nates which best describe strong correlations in qualitatively correct wavefunctions. Finally, molecular Hamiltonians define a class of problems whose mapping to exact algorithms is ideal in terms of quantum computing resources, and we conclude by developing the details of such a quantum algorithm. To my parents, who taught me the most important things I could ever learn il Acknowledgments I would like to begin by thanking my advisor, Martin Head-Gordon, for his patient guidance while I defined my interests as somewhere between esoteric and practical. I am grateful to Alex Sodt for his expert programming advice and administration of my favorite computer cluster.

I had many interesting discussions about latest ideas with my office-mate Greg Beran, and he is also thanked for system administration. Joe Subotnik was an invaluable resource on all sorts of mathematical topics. I remember productive discussions with Andreas Dreuw concerning TD-DFT charge transfer and how to fix it. I thank Alán Aspuru-Guzik for efforts equal to my own on the quantum computing project; he and Peter Love were excellent people to work collaboratively with.

Garnet Chan inspired me a lot in the early days, and John Herbert was a great source of knowledge on many topics. I am grateful to Geoff Galitz and Leslie Silvers for their battles won against UNIX and bureaucracy, respectively. Finally, I thank everyone who was in the Head-Gordon group during my tenure in 45 Gilman. The group environment was always interesting and friendly.

The whole Pitzer Center has a great academic atmosphere, and I made many friends there. I thank all the inspiring teachers I have had, particularly, Mrs. Durham and Prof. I am grateful to past research advisors, Chris Marshall, Peter Botschwina, and especially Ronald See, my undergraduate mentor, who inspired me to earn my doctorate.

I would also like to thank the people who provided the majority of my escapes from science here. I could not have done without Josh’s enthusiasm, Alex’s wit, Matt’s hospitality, Kim’s stories, Telly’s grin, Jeff’s sense of humor or Harsha organizing us. These people can tell you what the words olfactory, pot and starfish have in common. I don’t think I could enjoy living with three other people more than I did with Andrew, Katie and Kateri.

I’m grateful for what all of my many friends brought to my life here. I especially want to thank Lianne for making me smile more. Finally, I have a close family to thank for who Jam. My parents, Dean and Carol, made a large effort to nurture my interests, and they always reminded me, along with my siblings, Karen and Brian, that life is happiest when centered around people.

iii Contents List of Figures V List of Tables 1x 1 Introduction 1 1.1 Notation and Basic Concepts .1 Three Formal Approaches to the Electronic Schrédinger Equation 2 1.2 The Hartree-Fock Model .3 The Kohn-Sham Model.4 General Self-consistent Field Methods.5 Static and Dynamic Correlation .2 Outline of Chapters. 00000 0 và va 14 2 A Two-parameter Coulomb Attenuator: Introducing an Explicit Cut-off Radius into Two-electron Repulsion Integrals 17 2. c ee gà và kg va 17 2.1 Repulsion Integrals in General.2 Specific Attenuated Fundamental Integrals .3 Fundamental Integral Evaluation. 30 3 Self-interaction Error in Local Density Functionals: Ground-state and Time-dependent 31 3.2 Ground-state DFT: Alkali-halide Dissociations .2 Results and Discussion.3 Time-dependent DFT: Inclusion of Long-range Exchange .8 Results and Discussion.ee 59 An Orbital-based Definition of Radical and Multiradical Character 62 4.

gà lv TT v v v v va 66 43 Method. cu ng ee 69 4.4 Results and DiscusSion.2 Diradical Character: General Discussion .3 Diradical Character: Results.4 Diradical Character: Discussion of Results. eee ee ee 83 4.6 Relationship of Multiradical Character to Monoradical Characters 84 4.7 Algebraic Connection to the “Odd-electron” Distribution.8 Behavior in the Limiting Case of the Number of “Odd Electrons” 89 4. v2 TT v và 90 Simulated Quantum Computation of Molecular Energies 91 5.

và cv v và v. cv gà Nà v v v v.4 Discussion of Scaling ConcernS.2 On the Future of Local Correlation Methods. 103 Bibliography 107 List of Figures 2.1 Plots of attenuators and attenuated Coulomb potentials. The func- tions terf and terfc are plotted, and the shape of erf is shown for refer- ence.

A division of the Coulomb potential into short- and long-range components by terfc and terf, respectively (w=5/ro).1 The UKS dissociation curves of LiF with Ms = 0, +1 for three different functionals: a. The Ms = 0 dissocia- tion asymptote is closer to the physically correct result with increased inclusion of HF-like exchange.2 The UHF dissociation curves of LiF with Ms = 0,+1. Both curves dissociate to the correct size-consistent asymptote.3 Atomic partial charges verses the difference in magnitude between IP“ and EA* for all four alkali-halide homologues with BLYP. Closer com- petition between A* and X for the “last” electron gives larger erroneous charges at dissociation, ©.4 Plots of the functions erf, terf and sterf.

The specific forms of these functions were chosen for technical reasons involving molecular integral evaluation; most notably terf(mr, mro)/r and sterf(m’r, m/rạ) are both symmetric with respect to r, and neither is ever singular. 44 Comparison of the erf and terf attenuated Coulomb potentials. If the parameters in the two types of potential are related by m” = 0.7336m when mrp = 1/ V⁄2, as shown above, then they intersect at the inflection point of the terf attenuated one. Now the short-range behaviors can be compared for two functions which become Coulombic at comparable distances.

Note that the terf attenuated function is very flat out to approximately rọ =1/mV2.6 Sample kernels V'® from Equation 3.14 for different values of rp and Eé. In the above kernels, ky = 0, kg = 1, m = 1/rov⁄2, rạ = 2.079/rạ and Ey = —E§T— ksv/2/e#jro (Es = Ef/erf(m'r))). The total vertical drop of the kernel between the origin and the asymptote is controlled by both rọ and Bg.7 Deviation of the TD-KS ionization potential from A-KS for BLYP CH¿. In the cross-hatched parameter region, the TD-KS ionization potential is within +0.

of the target unmodified A-KS value (0. The ionization potential was computed at the intersections of the cross- hatched grid and the circles are centered where cubic splines along the grid connecting lines indicate that the TD-KS deviation is zero. The dark curve is the best fit of the form #4(ro) = w + œeT”9 — +/rọ through these points; the parameter values for this fit are given in Table 3.4 for each molecule in our data set. The existence of this E&(ro) relationship reduces our parameter choice to a one-dimensional optimization for each molecule.8 The optimal parameter region.

The dark cross-hatched region is where the root-mean-squared deviation of the energies for the reactions in Table 3.2 from their parent BLYP values is outside chemical accu- racy. Outside the light cross-hatched region, all of the reaction ener- gies match the unmodified values to within chemical accuracy. Each dashed curve indicates, for a given molecule, the locus of parameters for which the BLYP TD-KS ionization energy is exactly that of un- modified A-KS, as illustrated for CH, in Figure 3.7; these curves are described by the data in Table 3. From top to bottom, the curves are for HF, F2, HạO, No, four together (CO, NH3, HOOH and HCN), two together (CH, and CHạO), CHạOH, HCCH, NHạNH;, CHạCH; and CH3CHs, respectively.

In general, we would like to choose parameters outside of the cross-hatched regions, but with ro as small as possible.9 Ground- and excited-state spectra of Be---F2 as a function of inter- molecular separation R for varied rp (“T” geometry with an F-F sepa- ration of 1. The solid line is 0. is the asymptotic A-KS CT energy using unmodified BLYP. The spectra are all relative to the ground-state energy of the separated molecules with the same parameters.

Eg was chosen by the prescrip- tion in Equation 3.26 for each rp: a 1. Decreased rp improves the curvature of the CT state but degrades its asymptote.10 Ground- and excited-state spectra of Be---Es as a function of inter- molecular separation R at the parent BLYP level (“T” geometry with an F-F separation of 1. The solid line is 0. is the asymptotic A-KS CT energy using unmodi- fied BLYP.

The spectra are all relative to the ground-state energy of the separated molecules with this functional. The correct Coulombic behavior of the CT state is clearly absent.1 Radical character as a function of orbital for the FCI/6-31G Li atom (0 = black < gray < purple < dark blue < light blue < green < yellow < orange % 1). The |1s) and |3s) orbitals have nearly zero probability of being singly occupied, as is true for the |2p) and |3p) functions that are not shown here.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Từ khóa và chủ đề nghiên cứu


Câu hỏi thường gặp

Luận án "Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ về phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử. Nghiên cứu tương quan điện tử, mật độ hàm và tính toán lượng tử.

Luận án "Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại University of California, Berkeley. Năm bảo vệ: 2006.

Luận án "Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử" thuộc chuyên ngành Chemistry. Danh mục: Hóa Lý Thuyết.

Luận án "Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử" có bao nhiêu trang?

Luận án "Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử" có 128 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Phương pháp mới giải phương trình Schrödinger cho phân tử" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter