Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

Linear and Non-linear Response Properties and Spectroscopy of Solids from Relativistic TDDFT

Alternativ tittel: Lineære og ikke-lineære responsegenskaper og spektroskopi av faste stoffer fra relativistisk tidsavhengig tetthetsfunksjonalteori

Tildelt: kr 3,6 mill.

I løpet av det andre året jobbet jeg i vertsgroupen i Hamburg samtidig som jeg samarbeidet med gruppen i Tromsø, dit jeg kom tilbake etter å ha tilbrakt mine år i utlandet. Arbeidet vårt omfattet flere oppgaver knyttet til den relativistiske beskrivelsen av lineære og ikke-lineære egenskaper til faste stoffer. Først fullførte vi utviklingen av en beregningsmetode for beregning av røntgenspektra med relativistiske X2C-Hamiltonianer og publiserte resultatene. Disse resultatene viser at amfX2C-Hamiltonianen er en tilnærming som tillater både nøyaktige og beregningseffektive relativistiske beregninger av egenskaper i grunn og eksiterte tilstander. Vårt nåværende arbeid fokuserer på å utvide denne utviklingen til å omfatte periodiske faste stoffer, der kombinasjonen av nøyaktighet og effektivitet er avgjørende. Videre implementerte jeg den relativistiske ZORA-Hamiltonianen i dataprogrammet Octopus som utvikles av vertsgroupen. Octopus-programmet har allsidig funksjonalitet for beregninger av lineære og ikke-lineære optiske egenskaper til molekyler og faste stoffer samtidig som det er unikt ved å utføre beregninger på et kartesisk gitter. Vi viste at denne funksjonaliteten kan kombineres med relativistisk beskrivelse av elektronisk struktur. Vi tester for tiden metodikken på molekylære og faststoffegenskaper og skriver et manuskript som oppsummerer denne utviklingen. I tillegg jobbet vi med to parallelle prosjekter som kombinerer ekspertisen til Tromsø- og Hamburg-gruppene og styrker dermed samarbeidet som ble startet av mitt besøk. Det ene er en relativistisk beskrivelse av attosekundspektroskopi som ble publisert tidligere i år. Dette er et betimelig prosjekt med tanke på at pionerene innen attofysikk ble tildelt Nobelprisen i fysikk i 2023, noe som understreker viktigheten av dette forskningsfeltet innen moderne vitenskap. Til slutt startet vi et prosjekt med fokus på å kombinere relativistisk beskrivelse av elektronstruktur med kvantebeskrivelsen av lys i en relativistisk kvantelektrodynamisk tetthetsfunksjonsteori for molekyler og materialer i optiske kavitet, noe som er en ny og spennende retning innen teoretisk kjemi.

ProSpectS is a project aimed at the development and applications of a novel computational methodology for the prediction of linear and second-order non-linear optical properties of solid-state materials. These spectroscopic properties are measured to characterize materials for applications in electronics, optics, or photonics. Moreover, the development of novel radiation sources such as X-ray free electron lasers drives the adoption of new types of spectroscopies based on ultrafast and multi-photon processes. These advances create demand for new theoretical tools able to predict and interpret the results of such experiments. ProSpectS aims to respond to this demand by delivering a computer program that will include relativistic effects in full four-component Dirac regime. This will enable its applicability for materials containing all elements across the periodic table including heavy elements. The combination of relativistic effects with all-electron description in localized basis sets will, in turn, ensure correct description of X-ray spectra. Finally, the damped response time dependent density functional theory approach to material properties will offer favourable balance between accuracy and computational cost and allow treatment of near-resonant, high-frequency, or high-density of states spectral regions.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek