Разработка высокоточных явнокоррелированных методов для расчётов свойств молекулярных системНИР

Development of highly-accurate explicitly-correlated methods for calculation of properties of molecular systems

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Разработка высокоточных явнокоррелированных методов для расчётов свойств молекулярных систем
Результаты этапа: В 2016-ом году была произведена разработка и программная реализация явнокоррелированного метода CCSD(F12) для рассчѐта средних значений молекулярных свойств, описываемых локальными мультипликативными операторами. Также произведена разработка явнокоррелированного метода рассчѐта статических и динамических поляризуемостей в подходе CCSD(F12) . Разработан явнокоррелированный метод для рассчѐта дисперсионных коэффициентов методом CCSD(F12)
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Разработка высокоточных явнокоррелированных методов для расчётов свойств молекулярных систем
Результаты этапа: Для высокоточного предсказания величин потенциалов двойной ионизации был разработан и программно реализован явнокоррелированный метод DIP-EOM-CCSD(F12). Данный подход основан на методе уравнений движения (EOM), позволяющим определять искомые величины прямым расчётом, в то время как расчёт энергий нейтральной системы а также дважды ионизированной не требуется. В качестве стартовой волновой функции для основного состояния нейтральной системы используются волновые функции, получаемые в явнокоррелированном методе связанных кластеров CCSD(F12). В этом методе предполагается явное включение межэлектронного расстояния в структуру волновых функций и тем самым повышается точность рассчёта искомых величин. Метод DIP-EOM-CCSD(F12) является оригинальной разработкой руководителя проекта; данный метод и соответствующие результаты рассчётов были опубликованы в международном реферируемом журнале. Для высокоточного определения величин сродства к двум электронам был разработан и программно реализован явнокоррелированный метод DЕА-EOM-CCSD(F12). Данный метод также основан на уравнениях движения и использует волновые функции основного состояния из метода CCSD(F12). Была предложена модификация оператора присоединения двух электронов для случая использования явнокоррелированнных волновых функций. Метод DЕА-EOM-CCSD(F12) является оригинальной разработкой руководителя проекта; данный метод и соответствующие результаты рассчётов были опубликованы в международном реферируемом журнале. Для апробации разработанных методов был выполнен ряд тестовых расчётов для молекулярных систем, который показал хорошее совпадение результатов явнокоррелированных методов в малых базисах атомных орбиталей и соответствующих результатов обычных DIP-EOM-CCSD и DEA-EOM-CCSD в пределе полного базиса. Для высокоточного описания энергий возбуждения с учётом спин-орбитального взаимодействия был разработан и программно реализован метод конфигурационного взаимодеиствия (EOM-SO-CI(F12)), использующий собственные векторы явнокоррелированного метода уравнений движения для энергий возбуждения EE-EOM-CCSD(F12). Данный подход использует Гамильтониан Брэйта-Паули для описания эффектов спин-орбитального взаимодействия. Для идентификации полученных релятивистских уровней была разработана процедура классификации соответствующих волновых функций по неприводимым представлениям двойных групп. Тестовые расчёты для энергий возбуждения и величин спин-орбитального расщепления показали хорошее соответствие результатов явнокоррелированного метода в малых базисах атомных орбиталей и соответствующих результатов стандартного метода в пределе полного базиса. Метод EOM-SO-CI(F12) также является оригинальной разработкой руководителя проекта; данный метод и соответствующие результаты рассчётов были опубликованы в международном реферируемом журнале.Все упомянутые методы реализованы в виде программного кода в рамках квантовохимического пакета ACES3.
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Разработка высокоточных явнокоррелированных методов для расчётов свойств молекулярных систем
Результаты этапа: На данном этапе выполнения проекта был сформулирован и программно реализован явнокоррелированный метод ЕОМ-SO-CI(F12) для расчёта спин-орбитальных поправок для энергий возбуждения молекулярных систем. Данный метод был реализован в рамках программного комплекса ACES3. Серия тестовых расчётов для набора молекул показала возможность получения высокоточных результатов для скорректированных энергий возбуждения в в небольших базисах aug-cc-pVTZ. Также был выполнет расчёт дисперсионного коэффициента C6 для молекулы SF6 с целью анализа существующих экспериментальных данных. Расчёт целевых дисперсионных коэффициентов производился с использованием разработанных на предыдущем этапе методик вычисления динамических поляризуемостей явнокоррелированным методом CCSD(F12) и с последующим применением формулы Казимира-Полдера. Полученное значение целевого коэффициента C6 равнялось 563 эрг*(см^6)*(10^-60). Также были получены формулы для аналитических градиентов энергий метода CCSD(F12) по ядерным координатам.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".