Badania struktury elektronowej kryształów domieszkowanych aktynowcami ze szczególnym uwzględnieniem toru
Identyfikator grantu: PT01108
Kierownik projektu: Kamil Nalikowski
Uniwersytet Gdański
Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki
Gdańsk
Data otwarcia: 2024-01-16
Streszczenie projektu
W ramach projektu planowane jest wykonanie obliczeń związanych stanów elektronowych powstałych w krysztale fluorku wapnia na skutek domieszkowania izotopem Toru 229.
Badania te, są niezwykle aktualne, ponieważ ten izotop Toru jest obiecującym kandydatem na wzorzec czasu, pracujący na strukturze nadsubtelnej jądra atomowego. Umieszczenie Th w krysztale pozwala na znaczące zwiększenie przekroju czynnego na wzbudzenie w strukturze nadsubtelnej jądra Toru poprzez mechanizm electron-nuclear bridge. Obliczenia struktury elektronowej domieszkowanego kryształu, będą wykonywane w dwóch uzupełniających się podejściach. Struktura konformacyjna kryształu domieszkowanego torem będzie badana w ramach formalizmu DFT opartego o periodyczne warunki brzegowe. Przy czym będziemy stosować bazy atomowe jak również bazy utworzone w oparciu o fale płaskie. Kluczowe rachunki niezbędne do wyznaczenia lokalnych wzbudzonych stanów elektronowych powstałych w wyniku procesu przeniesienia ładunku z fluorów na zlokalizowaną domieszkę Toru, będą wykonywane w ramach przybliżenia klastrowego. Tor będzie zanurzany w krysztale za pomocą potencjałów AIMP (ab-initio model potentials), które pozwalają na lokalizację gęstości elektronowej centrum aktywnego w obszarze klastra i przeciwdziałają jej „wyciekowi” do obszaru modelowanego przez ładunki punktowe.
Uproszczone modele, mimo swego charakteru bardziej zwięzłego i oszczędnego, nadal stanowią wyzwanie dla lokalnej infrastruktury obliczeniowej. Konieczność przygotowania adekwatnych danych wejściowych dla planowanych obliczeń struktury energetycznej wymaga zachowania wyższej precyzji. Osiągnięcie wiarygodnych i dokładnych wyników jest kluczowe, aby badania miały wartość naukową i były akceptowalne do publikacji.
Obliczenia kwantowo-chemiczne wykonywane będą w oparciu o pakiet openMolcas, który wyróżnia się możliwością implementacji techniki AIMP. Zrównoleglanie obliczeń odbywa się w ramach openMPI.
Badania te, są niezwykle aktualne, ponieważ ten izotop Toru jest obiecującym kandydatem na wzorzec czasu, pracujący na strukturze nadsubtelnej jądra atomowego. Umieszczenie Th w krysztale pozwala na znaczące zwiększenie przekroju czynnego na wzbudzenie w strukturze nadsubtelnej jądra Toru poprzez mechanizm electron-nuclear bridge. Obliczenia struktury elektronowej domieszkowanego kryształu, będą wykonywane w dwóch uzupełniających się podejściach. Struktura konformacyjna kryształu domieszkowanego torem będzie badana w ramach formalizmu DFT opartego o periodyczne warunki brzegowe. Przy czym będziemy stosować bazy atomowe jak również bazy utworzone w oparciu o fale płaskie. Kluczowe rachunki niezbędne do wyznaczenia lokalnych wzbudzonych stanów elektronowych powstałych w wyniku procesu przeniesienia ładunku z fluorów na zlokalizowaną domieszkę Toru, będą wykonywane w ramach przybliżenia klastrowego. Tor będzie zanurzany w krysztale za pomocą potencjałów AIMP (ab-initio model potentials), które pozwalają na lokalizację gęstości elektronowej centrum aktywnego w obszarze klastra i przeciwdziałają jej „wyciekowi” do obszaru modelowanego przez ładunki punktowe.
Uproszczone modele, mimo swego charakteru bardziej zwięzłego i oszczędnego, nadal stanowią wyzwanie dla lokalnej infrastruktury obliczeniowej. Konieczność przygotowania adekwatnych danych wejściowych dla planowanych obliczeń struktury energetycznej wymaga zachowania wyższej precyzji. Osiągnięcie wiarygodnych i dokładnych wyników jest kluczowe, aby badania miały wartość naukową i były akceptowalne do publikacji.
Obliczenia kwantowo-chemiczne wykonywane będą w oparciu o pakiet openMolcas, który wyróżnia się możliwością implementacji techniki AIMP. Zrównoleglanie obliczeń odbywa się w ramach openMPI.