Miðbiksmat í efnafræði - Yorick L. A. Schmerwitz

Doktorsefni: Yorick L. A. Schmerwitz

Titill: Reikningar á örvuðum rafeindaástöndum með því að nota reiknirit fyrir söðulpunktaleitir

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

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Elvar Örn Jónsson, sérfræðingur á Efnafræðistofu Háskóla Íslands.
Dr. Gianluca Levi, nýdoktor á Efnafræðistofu Háskóla Íslands.
Dr. Asmus Dohn, sérfræðingur á Efnafræðistofu Háskóla Íslands.
Dr. Philipp Hansmann, prófessor við Erlangen Háskóla.

Ágrip

Örvanir rafeindakerfa með ljóseindum gerast einkum þegar rafeindaástöndin hafa nærri því sömu orku og eru þar með gjarnan nálægt keilutoppum (CoIns). Nálgunaraðferðin sem oft er notuð í reikningum á örvuðum ástöndum (TDDFT) gefur ekki góðar niðurstöður í slíkum tilfellum, þ.e. nálægt CoIn. Í staðinn er hægt að nota þéttnifellareikninga sem byggðir eru á hnikareglu. En, þá þarf að yfirstíga nokkrar hindranir, svo sem: (1) Örvuð ástönd samsvara gjarnan söðulpunktum á orkuyfirborðinu og til að ákvarða þá þarf að finna hvaða stefnu(r) samsvara hámörkun á orkunni, og (2) venjuleg reiknirit fyrir sjálfsamkvæmnisreikninga virka oft ekki vel þegar tvö rafeindaástönd hafa nærri því sömu orku. Við höfum notað nýlega aðferð sem byggir á beinni bestun [1-2] til að reikna rafeindaástönd nærri CoIn í eþýlen [3]. Með því að nota L-SR1 aðferðina til að finna bestunarleiðina og hámarksskörunaraðferðina (MOM) er hægt að reikna út örvuðu ástöndin og fá gott samræmi við mun reiknifrekari aðferðir [4] jafnvel þegar nærstaðbundin þéttnifelli eru notuð. Hins vegar leiða sumar breytingar á lögun sameindarinnar, t.d. skv. klassískum ferli, til þess að þessu aðferð finnur rangan söðulpunkt og orkuferillin verður þá vitlaus. Við höfum innleitt nýstárlega aðferð sem byggð er á því að fylgja titringsháttum að rétta söðulpunktinum án þess að þurfa MOM. Þannig er rétt örvað ástand fundið jafnvel í flóknum kerfum þar sem orkuyfirborð hafa nærri því sömu orku, þ.á.m. í kerfum þar sem hleðslufærsla á sér stað við örvunina og efnatengi rofna.