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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-09172022-120424


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
GIANNI', IVAN
URN
etd-09172022-120424
Titolo
Efficient CASSCF implementation towards large active spaces
Dipartimento
CHIMICA E CHIMICA INDUSTRIALE
Corso di studi
CHIMICA
Relatori
relatore Prof. Lipparini, Filippo
relatore Prof. Eriksen, Janus Juul
controrelatore Dott.ssa Floris, Franca Maria
Parole chiave
  • spazi attivi grandi
  • cholesky decomposition
  • decomposizione di Cholesky
  • many-body expansion
  • complete active space self consistent field
  • multi-configurational self-consistent field
  • electronic structure
  • struttura elettronica
  • atomic basis implementation
  • implementazione in base atomica
  • large active spaces
Data inizio appello
17/10/2022
Consultabilità
Completa
Riassunto
In chimica teorica una prima descrizione di un sistema molecolare è data dal modello di Hartree-Fock. Il contributo di energia mancante all'energia esatta è suddividibile di due parti: energia di correlazione statica e dinamica. Ad oggi esistono metodi accurati capaci di trattar la correlazione dinamica in maniera automatizzata. La correlazione statica è un problema aperto e ad oggi è trattabile in maniera qualitativa con il metodo CASSCF, il quale prevede di ottimizzare simultaneamente sia la parte CI della funzione d'onda, sia gli orbitali. In questo lavoro ho proposto un algoritmo CASSCF al prim'ordine accoppiato con un solver approssimato MBE-FCI per spingere il limite di applicabilità di questa tecnica a sistemi di grandi dimensioni. Allo stesso fine ho implementato una procedura per assemblare le matrici di Fock sfruttando gli integrali bielettronici, decomposti come un set di vettori di Cholesky, direttamente nella base di orbitali atomici per evitare l'onerosa trasformazione nella base molecolare.
In theoretical chemistry a first description of a molecular system is given by the Hartree-Fock model. The missing contribution to the exact energy may be divided into two parts: the static and dynamic correlation energy. To date there are accurate methods that are able to treat dynamic correlation in an automatized way. Static correlation instead is an open problem and by now it is only treatable in a qualitative way with the CASSCF method, which optimizes both the CI part of the wave function and the orbitals. In this work I proposed a first-order CASSCF algorithm coupled with an approximated FCI solver, an MBE-FCI solver, to push the limit of applicability of CASSCF to larger systems. To the same end, I implemented a procedure to the Fock matrices using the bielectronic integrals, decomposed as a set of Choleksy vectors, directly in the atomic orbitals basis set to avoid the onerous transformation to the molecular basis set.
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