Csökkentett skálázódású Hartree–Fock, Kohn–Sham és a multikonfigurációs SCF módszerek

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
MSc diplomamunka téma - nanotechnológia és anyagtudomány
MSc diplomamunka téma - optika és fotonika
MSc diplomamunka téma - kutatófizikus
MSc diplomamunka téma - nukleáris technika
MSc diplomamunka téma - orvosi fizika
Félév: 
2017/18/2.
Témavezető: 
Név: 
Dr. Kállay Mihály
Email cím: 
kallay@mail.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék, BME VBK
Beosztás: 
egyetemi tanár
Konzulens: 
Név: 
Dr. Udvardi László
Email cím: 
udvardi@phy.bme.hu
Intézet/Tanszék: 
Fizikai Intézet, Elméleti Fizika Tanszék
Beosztás: 
tudományos főmunkatárs
Hallgató: 
Név: 
Csóka József
Képzés: 
Fizikus MSc - kutatófizikus
Elvárások: 

A kvantummechenika alpfokú ismerete, jártasság valamiyen programozási nyelveben

Leírás: 

A kvantumkémia legfontosabb közelítő eljárásai a Hartree–Fock (HF) és a Kohn–Sham (KS) önkonzisztens tér (self consistent field, SCF), illetve a multikonfigurációs SCF (MCSCF) módszerek. Ezeknek lényege, hogy az időfüggetlen Schrödinger–egyenlet megoldását egyelektron függvényekből képzett determináns alakjában, illetve ilyen determinánsok lineáris kombinációjaként keressük, az egyes egyelektron függvényeket pedig bázisfüggvények lineáris kombinációjaként írjuk fel. Az így levezethető nemlineáris egyenletrendszerek numerikus megoldásának sebesség- és tárigény-meghatározó lépése a rendszer méretének negyedik hatványával skálázódik. Ez jelentősen korlátozza a kezelhető rendszerek méretét, ezért fontos olyan közelítések kidolgozása, amelyek a skálázódása kedvezőbb. A kutatómunka során a sűrűségillesztést (density fitting) alkalmazó SCF algoritmusok skálázódását fogjuk javítani, amelyek esetében az elektronsűrűségeket egy kiegészítő bázisban fejtjük ki. Elsősorban a kicserélődési energia számítására fogunk koncentrálni. Lokális sűrűségillesztési algoritmusokat dolgozunk ki, amelyekben az elektronsűrűséget nem a teljes kiegészítő bázison közelítjük, hanem az egyes molekulapályák elektronsűrűségeit külön lokális kiegészítő bázisokban fejtjük ki. Ezzel akár lineáris skálázódást is elérhetünk. Megvizsgáljuk a lehetőségeket a Coulomb energia számításának gyorsítására is.