Computational modeling of the electron momentum density

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, fysiikan laitos fi
dc.contributor Helsingfors universitet, matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, institutionen för fysik sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics, Materiaalifysiikan osasto en
dc.contributor.author Lehtola, Susi
dc.date.accessioned 2013-01-29T11:23:46Z
dc.date.available 2013-02-12 fi
dc.date.available 2013-01-29T11:23:46Z
dc.date.issued 2013-02-22
dc.identifier.uri URN:ISBN:978-952-10-8091-3 fi
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/38127
dc.description.abstract The properties and the functionality of materials are determined to a large extent by their electronic structure. The electronic structure can be examined through the electron momentum density, which is classically equivalent to the velocity distribution of the electrons. Changes in the structure of materials induce changes on their electronic structure, which in turn are reflected as changes in the electron momentum densities that can be routinely measured using, e.g., x-ray Compton scattering. The changes in the momentum density can be linked back to the structural changes the system has experienced through the extensive use of computational modeling. This procedure naturally requires using a model matching the accuracy of the experiment, which is constantly improving as the result of the ongoing development of synchrotron radiation sources and beam line instrumentation. However, the accuracies of the current computational methods have not been hitherto established. This thesis focuses on developing the methods used to compute the electron momentum density in order to achieve an accuracy comparable to that of the experiment. The accuracies of current quantum chemical methods that can be used to model the electron momentum density are established. The completeness-optimization scheme is used to develop computationally efficient basis sets for modeling the electron momentum density at the complete basis set limit. A novel, freely available software program that can be used to perform all of the necessary electronic structure calculations is also introduced. en
dc.description.abstract Materiaalien ominaisuudet sekä toiminnallisuus ovat pitkälti niiden elektronisen rakenteen määräämiä. Elektronirakennetta voidaan tutkia elektroniliikemäärätiheyden avulla, joka vastaa klassisesti elektronien nopeusjakaumaa. Materiaalien rakenteessa tapahtuvat muutokset muuttavat niiden elektronirakennetta, joka puolestaan heijastuu niiden liikemäärätiheyksiin joka voidaan rutiininomaisesti mitata käyttämällä esimerkiksi röntgen-Compton-sirontaa. Liikemäärätiheydessä tapahtuvat muutokset voidaan yhdistää systeemissä tapahtuneisiin rakennemuutoksiin käyttämällä laskennallista mallinnusta. Tämä luonnollisesti vaatii sellaisen mallin käyttämistä, jonka tarkkuus on verrattavissa mittaustuloksen tarkkuuteen, joka taas paranee jatkuvasti synkrotronisäteilylähteiden ja mittauslaitteistojen kehityksen vuoksi. Nykyisten mallinnusmenetelmien tarkkuutta ei ole kuitenkaan vielä määritetty. Tässä väitöskirjassa kehitetään elektroniliikemäärätiheyden mallinnusmenetelmiä, tarkoituksena saavuttaa kokeisiin verrattavissa oleva tarkkuus. Nykyaikaisten kvanttikemiallisten menetelmien tarkkuudet määritetään. Täydellisyysoptimointimenetelmää käytetään laskennallisesti tehokkaiden, elektroniliikemäärätiheyden mallintamiseen suunnattujen kantajoukkojen muodostamiseen, joiden tulokset ovat kantajoukkorajalla. Esittelemme myös uuden, vapaasti saatavilla oleva ohjelman, jolla voidaan suorittaa kaikki mallintamisessa tarvittavat elektronirakennelaskut. fi
dc.format.mimetype application/pdf fi
dc.language.iso en
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.relation.isformatof URN:ISBN:978-952-10-8090-6 fi
dc.relation.isformatof Helsinki: 2013, Report Series in Physics. 0356-0961 fi
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.subject teoreettinen fysiikka fi
dc.title Computational modeling of the electron momentum density en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Doktorsavhandling (sammanläggning) sv
dc.ths Hakala, Mikko
dc.ths Hämäläinen, Keijo
dc.opn Pettersson, Lars
dc.type.dcmitype Text

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
computat.pdf 6.555Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record