Témata prací (Výběr práce)Témata prací (Výběr práce)(verze: 301)
Detail práce
  
Convergence of the embedding scheme
Název práce v češtině: Konvergence metody vnoření
Název v anglickém jazyce: Convergence of the embedding scheme
Klíčová slova: vnoření, adsorpce, model těsné vazby, ab initio metody
Klíčová slova anglicky: embedding, adsorption, tight-binding model, ab initio methods
Akademický rok vypsání: 2017/2018
Typ práce: diplomová práce
Jazyk práce: angličtina
Ústav: Katedra chemické fyziky a optiky (32-KCHFO)
Vedoucí / školitel: Mgr. Jiří Klimeš, Ph.D.
Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
Datum přihlášení: 29.01.2018
Datum zadání: 11.02.2018
Datum potvrzení stud. oddělením: 16.02.2018
Datum a čas obhajoby: 21.06.2019 10:30
Datum odevzdání elektronické podoby:11.05.2019
Datum odevzdání tištěné podoby:11.05.2019
Datum proběhlé obhajoby: 21.06.2019
Oponenti: doc. RNDr. Martin Čížek, Ph.D.
 
 
 
Zásady pro vypracování
1) Prostudování odborné literatury.
2) Studium konvergence vlastností modelového systému v závislosti na parametrech odrážejících jeho fyzikální vlastnosti.
3) Návrh modelu, který zahrne dynamickou odezvu okolí a jeho použití pro jednoduché systémy.
Seznam odborné literatury
J. E. Inglesfield: The Embedding Method for Electronic Structure, IOP Publishing 2015
F. Manby (ed.): Accurate Condensed-Phase Quantum Chemistry, CRC Press, 2010
A. Stone: The Theory of Intermolecular Forces, Oxford University Press, 2013
N. Ostlund, A. Szabo: Modern Quantum Chemistry, McGraw-Hill Inc. New York, 1989
Předběžná náplň práce
Při studiu kvantových systémů se často stává, že metoda nutná k popsání systému je
výpočetně náročná a není ji možné použít pro popis celého daného systému. Pokud studovaný děj
probíhá jen v malé části systému (např. chemická reakce), je přirozené celý systém rozdělit
na důležitou část (klastr) a okolí. Klastr je potom popsán metodou s vyšší přesností a okolí
je započteno s jednodušším a výpočetně méně náročnějším přístupem. Za tento postup, zvaný vnoření,
byla udělena roku 2013 Nobelova cena. Vnoření se hojně používá pro popis tzv. silných korelací
v pevných látkách nebo pro popis chemických reakcí na površích.

V současnosti se při použití vnoření postupuje často tak, že důležitá část se použije
co největší, podle výpočetních limitů daných použitou přesnější metodou. Takovýmto
postupem ovšem není zaručeno, že velikost klastru zaručuje dostatečnou konvergenci
studovaných vlastností. Navíc klastr dostatečně veliký pro popis polovodiče nebude
patrně dostatečně veliký pro popis vlastností kovu. Cílem této části bude tedy pochopit,
jak fyzikální vlastnosti použitého materiálu ovlivňují konvergenci důležitých
vlastností studovaných systémů.

Velká část přístupů používaných pro vnoření započítává pouze elektrostatickou interakci
a neuvažuje dynamickou odezvu (korelaci) okolí. Cílem této části bude vypracování modelu,
který by umožnil jednoduše zohlednit vliv dynamické korelace při výpočtu vazebných energií.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
When trying to understand processes using quantum mechanics we often find that the chosen
method is computationally too demanding to be applied to the whole system. If the process
of interest is local (e.g., a chemical reaction), it is natural to divide the system into
the region of interest (cluster) and environment. The cluster is then described by the method
of choice while less demanding approach is used for the environment. This scheme is called
embedding and the Nobel prize in 2013 was awarded for its initial development.
The embedding approach is widely used to study strong correlations in solids or to understand
chemical reactions on surfaces.

When using embedding, in many cases one simply takes the cluster region as large as
possible, limited by what the more accurate method allows. Such an ad hoc approach
does not guarantee that the properties of interest are actually converged. Finding
one ideal size of the cluster is not straightforward as the necessary cluster size
will depend on the properties of studied material. The goal of this part will thus
be to understand how physical properties of the material affect the convergence of
the properties of interest.

Most of the schemes used for embedding consider only electrostatic contributions coming
from the environment and neglect the dynamical response of the environment. Here the
goal will be to develop a model that would allow one to include the effect of the response
of the environment when calculating binding energies.
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK