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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Angelotti, Wagner Fernando Delfino
Título: Novas Aplicações da Teoria da Matriz Densidade na Correção de Efeitos de Correlação Eletrônica no Método Monte Carlo Quântico
Ano: 2009
Orientador: Prof. Dr. Rogério Custodio
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Monte Carlo Quântico, Teoria da matriz densidade, Potenciais de ionização, Correlação eletrônica
Resumo: Esta tese explorou diferentes objetivos envolvendo o método Monte Carlo Quântico, dos quais se destacam: avaliação do método convencional em propriedades eletrônicas; formalização das relações existentes entre a teoria de matriz densidade e os métodos Monte Carlo Quântico Variacional e de Difusão; estudo da correlação eletrônica com diferentes funções correlacionadas e também através de método misto envolvendo a teoria de perturbação e o Monte Carlo Quântico Variacional; aplicações para átomos do primeiro e segundo período da tabela periódica e moléculas diatômicas. Experimentos computacionais com o método Monte Carlo Quântico e separação de spins foram realizados produzindo excelentes resultados para cálculos de potenciais de ionização sucessivos para átomos, ionização atômica e molecular e construção de curvas de potencial para moléculas simples. Foram ainda obtidas duas formulações analíticas que descrevem exatamente o vínculo formal entre a matriz densidade e o Monte Carlo Quântico. Esta associação proporcionou ótimos resultados para os métodos Variacional e de Difusão, apresentando semelhanças e significativas diferenças quando comparado ao tratamento convencional com respeito à estrutura nodal para cada estado eletrônico estudado. Além disso, a matriz densidade aliada às funções correlacionadas é capaz de recuperar parte da correlação eletrônica e torna possível a correção de funções de onda dentro da associação do Monte Carlo Quântico e teoria de perturbação.
Abstract: This thesis explored different goals involving the quantum Monte Carlo method, of which stand out: assessment of the conventional method in electronic properties; formalization of relations between the density matrix theory and the variational and diffusion quantum Monte Carlo methods; study of the electronic correlation with different correlated functions and also through mixed method involving the perturbation theory and variational quantum Monte Carlo; applications to atoms of the first and second period of the periodic table and diatomic molecules. Computational experiments with the quantum Monte Carlo method and separation of spins were achieved producing excellent results for calculations of successive ionization potentials for atoms, single ionization of atoms and simple molecules and calculation of potential curves for simple molecules. Two analytical formulations were obtained that describes exactly the formal link between the density matrix and quantum Monte Carlo. This association has provided excellent results for variational and diffusion methods, presenting similarities and significant differences when compared to conventional treatment with respect to the nodal structure for each electronic state studied. Furthermore, the density matrix together with correlated wave functions is able to recover part of the electronic correlation and makes possible the correction of the wave functions within the association of quantum Monte Carlo and perturbation theory.
Arquivo (Texto Completo): 000439803.pdf ( tamanho: 807KB )

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