Mechanika kwantowa powstała w latach dwudziestych XX wieku

Nr wniosku: 187941, nr raportu: 12462. Kierownik (z rap.): prof. dr hab. Piotr Bogusławski
Mechanika kwantowa powstała w latach dwudziestych XX wieku. Wprowadziła ona poprawny, i
stosowany do dzisiaj, teoretyczny opis elektronów w atomach, molekułach i kryształach.
Najpoważniejsze i nierozwiązane do dziś problemy wynikają z faktu, iż atomy i układy wieloatomowe
są jednocześnie układami wieloelektronowymi.
Podanie dokładnego rozwiązania analitycznego czy numerycznego problemu oddziaływań między
elektronami nie jest możliwe. W konsekwencji nie można dokonać dokładnego opisu własności
układów wieloatomowych. Z tego powodu od blisko stu lat poszukuje się metod przybliżonych opisu
własności elektronów w atomach czy kryształach.
Jedną z tych metod jest tzw. teoria funkcjonału gęstości. Powszechnie stosowanym w tej metodzie
przybliżeniem jest tzw. przybliżenie lokalnej gęstości (LDA, od Local Density Approximation), zakłada,
że elektrony rozłożone są w układzie jednorodnie. Wiemy oczywiście, że elektrony w układach
składających się z wielu atomów nie są rozłożone jednorodnie, jednak - jak wykazała praktyka przybliżenie takie jest zaskakująco dobre w wielu przypadkach.
Niniejszy projekt poświęcony był możliwej poprawie tego przybliżenia. Przybliżenie LDA wydaje się
być szczególnie nieuzasadnione w przypadku atomów "magnetycznych", takich jak Fe czy Mn,
wchodzących w skład materiałów magnetycznych, np. żelaza. Dwadzieścia lat temu zaproponowano
metody mające zwiększyć dokładność LDA. Jak jednak wykazaliśmy w projekcie, metody te mają
ograniczoną stosowalność. Nie stosują się one na przykład do pojedynczych atomów Fe i Mn w
półprzewodnikach, dla których przybliżenie LDA jest nadal najlepsze. Otrzymane przez nas wyniki
pozwalają na zrozumienie doświadczeń, które były lub są obecnie prowadzone w Warszawie i innych
ośrodkach w Polsce i na świecie.