The many-electron energy in density functional theory : from exchange-correlation functional design to applied electronic structure calculations

Abstract: Att förutsäga egenskaper hos material och kemiska system är en viktig komponent för teoretisk och teknisk utveckling i fysik, kemi och biologi. Ett systems egenskaper styrs till stor del av dess elektrontillstånd. Datorprogram som baseras på täthetsfunktionalsteori kan beskriva elektronkonfigurationer mycket noggrant. Täthetsfunktionalsteorin hanterar all kvantmekanisk energi exakt, förutom ett mindre bidrag, utbytes-korrelationsenergin. Avhandlingen diskuterar existerande approximationer av utbytes-korrelationsenergin och presenterar en ny metod för konstruktion av funktionaler som hanterar detta bidrag---delsystems-funktionalmetoden. Flera teoretiska resultat relaterade till funktionalutveckling ges. En utbytes-korrelations-funktional har konstruerats helt utan empiriska antaganden (dvs, från första-princip). Funktionalen har använts för att beräkna gitterkonstant, bulkmodul och vakansenergi för aluminium, platina och kisel. Arbetet förväntas vara generellt tillämpbart inom området för täthetsfunktionalsteoriberäkningar