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Descrição de oligômeros de baixo gap óptico e sistemas moléculares doador-aceitador por um funcional híbrido com separação local de alcance

Processo: 24/02191-2
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de maio de 2024
Vigência (Término): 31 de outubro de 2024
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Thiago Branquinho de Queiroz
Beneficiário:Reinaldo Vieira Dantas Filho
Supervisor: Stephan Kummel
Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Local de pesquisa: University of Bayreuth, Alemanha  
Vinculado à bolsa:22/03461-8 - Desenvolvimento de aproximações em teoria do funcional da densidade para investigação de processos de separação de cargas, BP.DD
Assunto(s):Teoria do funcional da densidade
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:density functional theory | Donor-Acceptor Molecular Systems | Local Range Separated Hybrid Functional | Low Bandgap Molecular Systems | Teoria do Funcional da Densidade

Resumo

Dispositivos fotovoltaicos orgânicos são frequentemente compostos de sistemas moleculares de baixo gap, formando heterojunções doador-aceitador. O design de dispositivos mais eficientes e duráveis é altamente orientado pela descrição confiável de suas propriedades eletrônicas e ópticas. A Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e a DFT Dependente do Tempo (TD-DFT) são uma das abordagens mais utilizadas para prever teoricamente essas propriedades, pois fornecem um bom equilíbrio entre custo computacional e precisão. No entanto, as aproximações mais utilizadas para a energia de troca correlação (xc) falham em descrever transições de transferência de carga (CT) devido a vários problemas fundamentais, que foram parcialmente resolvidos com os funcionais híbridos separados por alcance (RSH). No entanto, o uso de um parâmetro de separação de alcance global nos funcionais RSH também apresenta irregularidades, uma vez que é um parâmetro específico do sistema a ser ajustado. Para resolver essas questões, foi proposto recentemente por Krukau et al. [JCP 129, 124103 (2008)] um conceito de construção do parâmetro de separação de alcance como um funcional da densidade, o funcional híbrido separado por alcance local (LRSH). T. Aschenbrock e S. Kümmel [JCP 151, 154108 (2019)] construíram um LRSH que satisfaz restrições exatas específicas, levando a um funcional que depende de dois parâmetros (· e ³). Mais tarde, M. Brütting, H. Bahmann e S. Kümmel [JCP 156, 104109 (2022)] mostraram que é possível otimizar esses parâmetros como tuplas para descrever com precisão propriedades alvo, como energias de atomização e alturas de barreira de reação. Neste projeto pretendemos avaliar o desempenho deste funcional LRSH para descrever oligômeros de baixo gap e sistemas moleculares doador-aceitador em comparação com o funcional RSH otimizado. Também otimizaremos as tuplas de (·, ³) para energias de ionização e autovalores dos orbitais de fronteira. Este estágio será supervisionado pelo Prof. Dr. Stephan Kümmel (Universidade de Bayreuth, Alemanha) em seu grupo, com considerável experiência no desenvolvimento de aproximações de funcionais da densidade.

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