Non-local density functionals based on the pair distribution function

• Applicant: Professor Dr. Filipp U. Furche
• Subject Area: Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2003 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5405537

Dichtefunktionalmethoden sind zu einem der wichtigsten Hilfsmittel für die theoretische Untersuchung der elektronischen Struktur von Molekülen und Festkörpern geworden. Trotz der bisherigen Erfolge wird die künftige Entwicklung der Dichtefunktionaltheorie wesentlich davon abhängen, ob es gelingt, die Genauigkeit der Dichtefunktionale ohne gravierende Effizienzeinbußen zu verbessern. Diese Frage ist für zahlreiche Anwendungen im Bereich der Chemie, Bio- und Materialwissenschaften von großem Interesse. In diesem Projekt soll eine Klasse nichtlokaler Dichtefunktionale untersucht werden, die auf Modellen für die Paarverteilungsfunktion beruht. Obwohl Funktionale dieses Typs allgemeiner sind als die populären semilokalen Näherungen und viele wünschenswerte Eigenschaften haben, sind sie lange Zeit vernachlässigt worden, da frühe Anwendungen zu enttäuschenden Ergebnissen führten. Diese Unstimmigkeit verdient eine nähere Untersuchung. Mit Hilfe formaler Argumente, aber auch durch Betrachtung von Modellen soll eine Liste der wesentlichen Eigenschaften der Paarverteilungsfunktion in inhomogenen Systemen erstellt werden. Damit lassen sich die Perspektiven für eine robuste Näherung 'nullter Ordnung' abschätzen. Insbesondere soll untersucht werden, ob eine kontrollierte Extrapolation zu inhomogenen Systemen, ausgehend von der Paarverteilungsfunktion des homogenen Elektronengases, möglich ist. Erfolgversprechende Funktionale sollen an realen Sysemen getestet werden.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: USA
• Cooperation Partner: Professor John P. Perdew, Ph.D.