Development of new embedding techniques for strongly correlated electrons : from in-principle-exact formulations to practical approximations. - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2018

Development of new embedding techniques for strongly correlated electrons : from in-principle-exact formulations to practical approximations.

Nouvelles techniques d'embedding pour les électrons fortement corrélés : de la formulation exacte au développement d'approximations

Bruno Senjean
  • Function : Author
  • PersonId : 1170042
  • IdHAL : bsenjean

Abstract

The thesis deals with the development and implementation of new methods for the description of strong electron correlation effects in molecules and solids. After introducing the state of the art in quantum chemistry and in condensed matter physics, a new hybrid method so-called ``site-occupation embedding theory'' (SOET) is presented and is based on the merging of wavefunction theory and density functional theory (DFT). Different formulations of this theory are described and applied to the one-dimensional Hubbard model. In addition, a novel ensemble density functional theory approach has been derived to extract the fundamental gap exactly. In the latter approach, the infamous derivative discontinuity is reformulated as a derivative of a weight-dependent exchange-correlation functional. Finally, a quantum chemical extension of SOET is proposed and based on a seniority-zero wavefunction, completed by a functional of the density matrix and expressed in the natural orbital basis.
Cette thèse traite du développement et de l’implémentation de nouvelles méthodes visant à décrire la corrélation électronique forte dans les molécules et les solides. Après avoir introduit l’état de l’art des méthodes utilisées en chimie quantique et en physique de la matière condensée, une nouvelle méthode hybride combinant théorie de la fonction d’onde et théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) est présentée et s’intitule “site-occupation embedding theory” (SOET). Celle-ci est appliquée au modèle de Hubbard à une dimension. Ensuite, le problème du gap fondamental est revisité en DFT pour les ensembles, où la dérivée discontinue est réécrite comme une fonctionnelle de la densité de l'état fondamental. Enfin, une extension à la chimie quantique est proposée, basée sur une fonction d’onde de séniorité zéro complémentée par une fonctionnelle de la matrice densité, et exprimée dans la base des orbitales naturelles.
Fichier principal
Vignette du fichier
Senjean_Bruno_2018_ED222.pdf (9.41 Mo) Télécharger le fichier
Origin Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-01997605 , version 1 (29-01-2019)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01997605 , version 1

Cite

Bruno Senjean. Development of new embedding techniques for strongly correlated electrons : from in-principle-exact formulations to practical approximations.. Theoretical and/or physical chemistry. Université de Strasbourg, 2018. English. ⟨NNT : 2018STRAF035⟩. ⟨tel-01997605⟩
138 View
203 Download

Share

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More