Méthodes corrélées de la chimie quantique pour les solides – CLIFFORD

Le projet CLIFFORD vise à décrire les solides avec des approches de la chimie quantique corrélées telles que l'interaction de configuration et la théorie des clusters couplés. Ces méthodes ont déjà été appliquées avec beaucoup de succès aux atomes et molécules mais une approche générale pour les solides fait encore défaut. Le projet CLIFFORD vise à combler cette lacune. Nous allons utiliser les conditions aux limites périodiques de Clifford pour simuler le solide, c'est-à-dire que nous modifierons la topologie d'une super-cellule, qui contient plusieurs mailles unitaires du solide, dans la topologie d'un 3-tore de Clifford qui est un espace euclidien 3D réel, plat et fermé plongé dans un espace euclidien complexe. Puisque le tore de Clifford est localement plat, les coordonnées des électrons et des noyaux et l'opérateur d'énergie cinétique, qui est un opérateur local, sont les quantités habituelles. Pour réduire considérablement l'erreur de taille finie, c'est-à-dire l'erreur due à la taille finie de la super-cellule, nous modifions la distance entre deux points sur le tore pour être la distance dans l'espace de plongement du tore de Clifford. Nous avons précédemment appliqué cette approche avec grand succès au calcul des constantes de Madelung, au calcul des énergies de l'état fondamental des cristaux de Wigner ainsi qu'aux chaînes périodiques. Outre l'énergie de l'état fondamental, nous étudierons le tenseur de localisation, la polarisabilité électrique et la structure de bande des solides. Le tenseur de localisation et la polarisabilité électrique peuvent être directement obtenus à partir de la fonction d'onde de l'état fondamental et ces grandeurs permettent de distinguer les conducteurs des isolants. La structure de bande contient des informations sur les états excités tels que les potentiels d'ionisation, les affinités électroniques et la bande interdite. Nous implémenterons notre approche dans le logiciel multi-usages open-source DALTON ainsi que dans un code local.