Convergence of the embedding scheme
Konvergence metody vnoření
diploma thesis (DEFENDED)
View/ Open
Permanent link
http://hdl.handle.net/20.500.11956/108011Identifiers
Study Information System: 199922
Collections
- Kvalifikační práce [10690]
Author
Advisor
Referee
Čížek, Martin
Faculty / Institute
Faculty of Mathematics and Physics
Discipline
Theoretical Physics
Department
Department of Chemical Physics and Optics
Date of defense
21. 6. 2019
Publisher
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaLanguage
English
Grade
Excellent
Keywords (Czech)
vnoření, adsorpce, model těsné vazby, ab initio metodyKeywords (English)
embedding, adsorption, tight-binding model, ab initio methodsVýpočet presných adsorpčných energií molekúl na povrchoch je neľahká úloha, pretože metódy s dostatočnou presnosťou sú príliš výpočtovo náročné na to, aby sa mohli aplikovať na tieto systémy. Teórie vnorenia predstavujú prirodzené riešenie tohto problému: zameranie výpočtov na malú oblasť a zahrnutie efektov prostredia. V tejto diplomovej práci sa skúma metóda vnorenia a odozva mnoho- elektrónových systémov na adsorbovanú nečistotu. Na tento účel sa používajú dva prístupy: tesná väzba a ab initio. V tesnej väzbe študujeme formalizmus Greenových funkcií a získavame explicitné výrazy pre Greenove funkcie rôznych jedno- a dvojrozmerných modelov. Pomocou tohto formalizmu študujeme kvalitatívne lokálnu hustotu stavov a adsorpčné energie. V druhej časti tejto práce sú použité moderné metódy ab initio na štúdium konvergencie schémy subtraktívneho vnorenia pre adsorpčné energie malých systémov s uzavretou valenčnou vrstvou na dvojrozmernom graféne a hexagonálnom nitride boritom. Účinnosť a použiteľnosť schémy je posudzovaná pre neón a fluorovodík ako adsorbáty. Zistili sme, že skúmaná metóda vnorenia funguje lepšie pre neón v porovnaní s fluorovodíkom, čo možno vysvetliť použitou párovou disperznou korekciou.
To obtain accurate adsorption energies of molecules on surfaces is a challenging task as the methods with sufficient accuracy are too computationally demanding to be applied to the systems of interest. Embedding theories provide a natural remedy: focus the computation on a small region and incorporate the effects of the environment. In this thesis, embedding schemes and the response of many-electron systems to an adsorbed impurity are investigated. To this end, two approaches are used: tight-binding and ab initio. In the tight-binding method, the Green's function formalism is studied and explicit expressions for Green's functions of various one- and two-dimensional models are obtained. Using this formalism, we study qualitatively the local density of states and adsorption energies. In the second part of this thesis, state-of-the-art ab initio methods are employed to study convergence of the subtractive embedding scheme for adsorption energies of small closed-shell systems on two-dimensional graphene and hexagonal boron nitride. The efficiency and applicability of the scheme are assessed for neon and hydrogen fluoride as adsorbates. We found that the studied embedding method works better for neon compared to hydrogen fluoride, which may be explained by the use of a two-body dispersion correction.