Funcionais de densidade para a energia cinética de sistemas de muitos elétrons

• Processo: 08/56692-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2009
• Data de Término da vigência: 05 de agosto de 2009
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Klaus Werner Capelle
• Beneficiário: Juliana Maria Abreu da Silva Morbec
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 07/57630-5 - Métodos não perturbativos aplicados a sistemas eletrônicos correlacionados, AP.TEM
• Assunto(s): Correlação eletrônica Estrutura eletrônica Teoria do funcional da densidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Correlacao Eletronica | Energia Cinetica | Estrutura Eletronica | Funcionais De Densidade | Orbital Free Dft

Resumo

A teoria do funcional da densidade (DFT) é uma das principais ferramentas no cálculo da estrutura eletrônica da matéria. Todavia, a aplicação de sua formulação padrão, a formulação Kohn-Sham, a sistemas com mais que algumas centenas de átomos inequivalentes (tais como nanoestruturas, sistemas desordenados e moléculas de interesse biológico) é computacionalmente inviável. Nesse contexto, a "orbital-free DFT" abre novas perspectivas. Uma vez que nessa formulação a energia cinética das partículas não-interagentes é aproximada como um funcional explícito da densidade, a energia total pode ser minimizada diretamente, dispensando o uso do procedimento autoconsistente de Kohn-Sham e possibilitando assim o tratamento de sistemas com milhares de partículas. Entretanto, nenhuma das aproximações "orbital-free" atualmente disponíveis para a energia cinética atinge a precisão rotineiramente obtida em cálculos Kohn-Sham. No presente projeto de pós-doutorado pretendemos explorar duas formas independentes, mas complementares, de construir novas classes de funcionais "orbital-free" para a energia cinética. Uma primeira abordagem consiste em construir novos funcionais para a energia cinética através de uma interpolação controlada entre os limites inferiores e superiores conhecidos para a energia cinética de sistemas de muitos férmions. Em uma segunda abordagem, fatores de escalonamento dimensional serão utilizados na geração de funcionais para a energia cinética de sistemas uni- e bidimensionais a partir de funcionais conhecidos em três dimensões. Com essas duas abordagens, esperamos contribuir para o desenvolvimento de novos métodos que permitam o estudo de sistemas maiores e mais complexos dentro da teoria da estrutura eletrônica. (AU)