Density functional theory for large molecular systems
Metadata
Show metadataAppears in the following Collection
- Kjemisk institutt [1539]
Abstract
Nøyaktige simuleringer av kjemiske og biologiske prosesser på molekylært nivå har lenge vært uoppnålig for en rekke molekylære systemer, og har nå blitt mulig for mange av disse systemene gjennom ny metodeutvikling av Simen Reine, Trygve Helgaker og medarbeidere ved Universitetet i Oslo.Datasimuleringer er utbredt innen kjemi og relaterte felt som biologi, farmasi og medisin.
Kvantekjemiske metoder er fundamentale for de mest nøyaktig simuleringsteknikkene, og er til stor hjelp ved bestemmelse og prediksjon av molekylære egenskaper, som for eksempel molekylers struktur, og gir i tillegg viktig og detaljert innsikt i kjemiske reaksjoner - både kvalitativt og kvantitativt. Anvendelsesområdet er nært knyttet til metodenes nøyaktighet, effektivitet og brukervennelighet. Utviklingen av nye og forbedrede metoder gjør oss i stand til å studere molekylære systemer som foreløpig har vært utenfor rekkevidde, og gir oss mer nøyaktig beskrivelse av de systemene vi allerede behandler idag. Som en konsekvens vil man kunne redusere bruken av kostbare og tidkrevende eksperimenter og samtidig hjelpe forskere verden over til bedre å forstå kjemiske mekanismer.
De fleste kvantekjemiske beregninger som utføres idag benytter tetthetsfunksjonalteori (DFT), da denne metoden utgjør et godt kompromiss mellom nøyaktighet og beregningstid. Selv om DFT er meget nyttig, er dagens metoder begrenset til systemer bestående av noen få hundre atomer, og utelukker derfor en rekke systemer, for eksempel proteiner. I doktorgraden "Tetthetsfunksjonalteori for store molekylære systemer" har nye metoder innen DFT blitt utviklet med tanke på rutinemessige beregninger for store systemer. Beregninger for systemer med 1400 atomer er rapportert og metodene er i etterkant blitt benyttet for systemer med opp til 4000 atomer.
List of papers
I A unified scheme for the calculation of differentiated and undifferentiated molecular integrals over solid-harmonic Gaussians S. Reine, E. Tellgren and T. Helgaker Physical Chemistry Chemical Physics, 9, 4771-4779, 2007. https://doi.org/10.1039/b705594c |
II Linear-scaling implementation of molecular electronic self-consistent field theory. P. Salek, S. Høst, L. Thøgersen, P. Jørgensen, P. Manninen, J. Olsen, B. Jansik, S. Reine, F. Pawlowski, E. Tellgren, T. Helgaker and S. Coriani The Journal of Chemical Physics, 126, 114110, 2007. https://doi.org/10.1063/1.2464111 |
III Variational and robust density fitting of four-center two-electron integrals in local metrics S. Reine, E. Tellgren, A. Krapp, T. Kjærgaard, T. Helgaker, B. Jansik, S. Høst and P. Salek The Journal of Chemical Physics, 129, 104101, 2008. https://doi.org/10.1063/1.2956507 |
IV An efficient density functional theory force evaluation for large molecular systems S. Reine, M. F. Iozzi, V. Bakken, A. Krapp, T. Helgaker, F. Pawlowski and P. Salek Manuscript. The paper is not available in DUO. |
V A ground-state-directed optimization scheme for the Kohn-Sham energy S. Høst, B. Jansik, J. Olsen, P. Jørgensen, S. Reine and T. Helgaker Physical Chemistry Chemical Physics, 10, 5344-5348, 2008. https://doi.org/10.1039/b807639a |
VI Towards black-box linear scaling optimization in Hartree-Fock and Kohn-Sham theories S. Høst, J. Olsen, B. Jansik, P. Jørgensen, S. Reine, T. Helgaker, P. Salek and S. Coriani Lecture Series on Computer and Computational Sciences, 1, 1-10 , 2006. The paper is not available in DUO. |
VII Linear-scaling implementation of molecular response theory in self-consistent field electronic-structure theory S. Coriani, S. Høst, B. Jansik, L. Thøgersen, J. Olsen, P. Jørgensen, S. Reine, F. Pawlowski, T. Helgaker and P. Salek The Journal of Chemical Physics, 126, 154108, 2007. https://doi.org/10.1063/1.2715568 |