Doktorsvörn í efnafræði - Yorick L. A. Schmerwitz

Doktorsefni:
Yorick Leonard Adrian Schmerwitz

Heiti ritgerðar:
Örvuð rafeindaástönd reiknuð með aðferðum til að finna söðulpunkta

Andmælendur:
Dr. Neepa T. Maitra, prófessor við Eðlisfræðideild Rutgers University í Newark, New Jersey, Bandaríkjunum, Dr. Peter Malcolm Wallace Gill, prófessor við Raunvísindadeild í Sydney Háskóla Ástralíu

Leiðbeinendur:
Dr. Hannes Jónsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Gianluca Levi, nýdoktor við Raunvisindastofnun Háskóla Íslands, dr. Elvar Örn Jónsson, sérfræðingur við Raunvísindastofnun Háskóla Íslands og aðjúnkt við Raunvísindadeild Háskóla Íslands, dr. Philipp Hansmann, prófessor við Eðlisfræðideild Friedrich-Alexander Háskóla í Erlangen-Nürnberg, Þýskalandi, dr. Asmus Ougaard Dohn, rannsóknaverkfræðingur við Eðlisfræðideild DTU í Danmörku

Stjórnandi varnar:
Dr. Birgir Hrafnkelsson, prófessor og deildarforseti Raunvísindadeildar HÍ

Ágrip:
Hnikareglureikningar með þéttnifellum gefa betri lýsingu á rafeindaörvunum þegar rafeindaþéttnin breytist verulega heldur en sú aðferð sem nú er oftast notuð og byggist á tímaháðum þéttnifellareikningum með adíabatnálgun og línulegri svörun (TDDFT). Lögun orkuyfirborða sem nálgast hvort annað, svo sem við skörunarforðun og keilusniðsmót, er einnig betur lýst því svigrúmin eru bestuð fyrir örvuðu ástöndin. En, örvuð ástönd eru yfirleitt söðulpunktar á orkuyfirborðinu sem sýnir hvernig orka kerfisins er háð frelsisgráðum rafeindanna og því er nauðsynlegt að finna þær stefnur þar sem hámarka þarf orkuna. Nýstárleg aðferð sem byggist á beinni bestun og útvíkkaðri háttafylgni (DO-GMF) er sett fram til að ná samleitni á n-tu gráðu söðulpunkta með því að snúa við þeim þáttum stigilsins sem eru í stefnu eiginvigra lægstu $n$ eigingilda Hessian fylkisins. Þessi aðferð hefur þá kosti að engin viðbótarskilyrði þarf til að forða reikningunum frá því að hrapa niður á grunnástandið vegna þess að söðulpunkti af tiltekinni gráðu er fylgt í gegnum atóm uppraðanir þar sem samhverfa einákveðu bylgjufallsins brotnar. Þar með getur aðferðin lýst erfiðum hleðslufærslu örvunum, skörunarforðun og keilusniðsmótum þar sem aðrar ástandsmiðaðar aðferðir eiga það til að bregðast. Viðbótar áskoranir sem koma fram þegar Perdew-Zunger sjálfvíxlverkunarleiðrétting er gerð hafa verið leystar með því að útvíkka beinu bestunaraðferðina. Sýnt er fram á kosti aðferðinnar í reikningum á eþen og vetnissameindum. Niðurstöðum úr reikningum á vandasömum hleðslufærsluörvunum í lífrænum sameindum sem og neikvætt hlaðinni köfnunarefnis-eyðuveilu í demanti er lýst.

Um doktorsefnið:
Yorick lauk BS námi á FOKUS efnafræðibraut við Julius-Maximilian háskólann í Würzburg í Þýskalandi árið 2017 og síðan meistaragráðu árið 2020. Í meistaranáminu kom hann í heimsókn til rannsóknahóps Hannesar Jónssonar við Háskóla Íslands og vann að þróun aðferðar til að búa til upphafsferla fyrir reikninga á hvarfgangi og það endaði með að verða efni meistararitgerðarinnar. Hann gerðist síðar PhD nemandi í sama rannsóknahópi.