Dokument: Konfigurationswechselwirkung und Spin-Bahn-Kopplung: Neue Methoden zur Behandlung großer Moleküle

Titel:	Konfigurationswechselwirkung und Spin-Bahn-Kopplung: Neue Methoden zur Behandlung großer Moleküle
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3453
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20060710-001453-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kleinschmidt, Martin [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,27 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Marian, Christel M. [Gutachter] PD Dr. Fleig, Timo [Gutachter]
Stichwörter:	Spin-Bahn-Kopplung, Elektronenkorrelation, SOCI, DFT/mrci, Porphyrin, Psoralen, Uracil, ThiophenSpin-Orbit-Coupling, Electron-correlation, SOCI, DFT/mrci, Porphyrine, Psoralene, Uracile, Thiophene
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:	In dieser Arbeit wurden neue Methoden zur Berechnung der Spin-Bahn-Wechselwirkung entwickelt, programmiert, getestet und auf mehrere größere organische Moleküle angewendet. Aufbauend auf dem semiempirischen DFT/mrci-Ansatz, der Konfigurationswechselwirkung mit Dichtefunktionaltheorie kombiniert wurden Module implementiert, mit denen die Spin-Bahn-Wechselwirkung entweder störungstheoretisch oder im Rahmen eines Spin-Bahn-CI voll variationell in der Berechnung berücksichtig werden kann. Die Hauptmerkmale des neuen Programmpakets Spock (SPin-Orbit-Coupling Kit) sind * der schnelle DFT/mrci-Ansatz * die Einzentren-mean-field-Näherung für die Spin-Bahn-Integrale * ein effizienter Anregungsmusteransatz zur Spinkopplung * die RI-Näherung im Spin-Bahn-CI * der multi-root Davidson Algorithmus im Spin-Bahn-CI Durch die Kombination all dieser modernen Verfahren ist ein höchst effizientes Programm entstanden, das für die Berechnung der Spin-Bahn-Kopplung und daraus abgeleiteter Eigenschaften in großen Molekülen geeignet ist. Der Anregungsmusteransatz wurde im Rahmen dieser Arbeit auf spinabhängige Einelektronenoperatoren, sowie für den Zweielektronen-Spin-Bahn-Operator erweitert. Das Programmpaket wurde ausgiebig getestet und liefert in allen Fällen, in denen ein Vergleich mit anderen Methoden möglich war, eine sehr gute übereinstimmung der Ergebnisse bei wesentlich geringeren Rechenzeiten. Es konnte gezeigt werden, dass mit dem eigentlich aufwendigeren Spin-Bahn-CI eine Ersparnis an Rechenzeit erzielbar ist, da für die störungstheoretische Behandlung oft viele hochliegende Zustände nur zum Zwecke der Konvergenz der Störsumme berechnet werden müssen. In ersten Anwendungen wurden Thiophen, die DNS-Base Uracil, Dithiosuccinimid, das medizinisch bedeutsame Psoralen, sowie das in vielen biologischen Systemen anzutreffende Porphyrin untersucht. Die Berechnung von Spin-Bahn-abhängigen Eigenschaften wie z.B. Phosphoreszenzlebensdauern oder Dipolübergangswahrscheinlichkeiten ergeben in diesen Systemen -- soweit bekannt -- sehr gute übereinstimmung mit experimentellen Daten. Mit dem neu geschaffenen Programmpaket steht nun ein effizientes Werkzeug zur Verfügung, mit dem die Berechnung der Spin-Bahn-Kopplung in größeren Systemen zur Routineaufgabe werden kann. So beträgt die Rechenzeit im größten betrachteten System, dem Porphyrin mit 114 explizit behandelten Elektronen, lediglich etwa 3 Tage.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:	10.07.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	03.07.2006
Datum der Promotion:	03.07.2006