Théorie de la densité de Dalia.
Théorie de la densité fonctionnelle
Dr. Bilal Kamal Ahmed Al-Rawi Département de physique
La théorie de la densité fonctionnelle est considérée comme l'une des théories les plus puissantes qui offre une précision exceptionnelle à la théorie Ab-initio. Le terme latin ab-initio est utilisé pour les calculs dérivés directement des fondamentaux théoriques et fait référence de manière approximative aux calculs de la mécanique quantique. La méthode de calcul complet est utilisée pour déterminer l'énergie totale dans les structures moléculaires. Les méthodes de calcul complet pour la structure électronique peuvent être classées en trois méthodes : les méthodes Hartree-Fock, les méthodes post-Hartree-Fock et les méthodes multi-configuration. La méthode la plus simple est la méthode Hartree-Fock, qui repose sur la théorie de la variation, et les énergies approximatives résultantes sont égales ou supérieures à l'énergie exacte. Les fonctions souvent utilisées sont un ensemble d'orbitales linéaires Slater ou gaussiennes, et la fonction d'onde est formée à partir des ensembles d'orbitales linéaires ou d'une fonction de base. La plupart des calculs HF donnent une énergie calculée supérieure à la limite Hartree-Fock. En s'appuyant sur l'équation de Schrödinger, des constantes telles que la vitesse de la lumière, la constante de Planck et la masse de l'électron et du noyau sont utilisées, et Ab-initio est utilisé pour calculer une variété de propriétés. Les paquets de programmes actuellement disponibles ont la capacité d'effectuer des calculs Ab-initio, ce qui ne signifie pas que l'équation de Schrödinger a été résolue, mais plutôt le choix d'une méthode qui permet une approximation raisonnable de la solution de l'équation de Schrödinger. La méthode Ab-initio est la plus précise parmi toutes les méthodes actuellement disponibles, et cette méthode ne peut être appliquée qu'aux systèmes de petite taille, car ce type de calcul nécessite beaucoup de temps et l'existence d'ordinateurs avec une grande mémoire et une très haute vitesse. Les dernières années ont montré un développement dans les programmes de calcul, où différents types de logiciels sont apparus, y compris la série de programmes Gaussian, où les résultats des calculs apparaissent sous forme de solutions complètes pour les fréquences vibratoires et le spectre électronique, avec des valeurs très proches des valeurs expérimentales. La théorie est utilisée pour des atomes et des molécules contenant des matériaux lourds et des solides jusqu'aux noyaux et aux liquides quantiques et classiques. La théorie de la densité fonctionnelle prédit un large éventail de propriétés moléculaires, la structure moléculaire, les énergies de dissociation, les fréquences vibratoires, les propriétés électriques et magnétiques, ainsi que les énergies d'ionisation, etc. L'avantage d'utiliser la théorie de la densité fonctionnelle par rapport à la fonction d'onde est qu'elle réduit considérablement les dimensions, ce qui permet son application à des centaines ou des milliers d'atomes. Pour cette raison, la DFT est devenue un outil courant dans les calculs de premiers principes visant à décrire et à prédire les propriétés des systèmes de matière moléculaire. La fonction est une fonction déterminée par une autre fonction, c'est-à-dire que la théorie de la densité fonctionnelle est utilisée pour obtenir l'énergie de densité électronique. Ainsi, la fonction d'onde et la densité électronique sont des fonctions, tandis que l'énergie qui dépend de la fonction d'onde ou de la densité électronique est une fonction.