Theoretische Chemie 2013

Zufallsphasennäherung

Die Zufallsphasennäherung (Random Phase Approximation, RPA) in Kombination mit Kohn-Sham-Dichtefunktionalmethoden hat sich in den letzten Jahren als ein neues Verfahren etabliert, um die elektronische Struktur von Molekülen und Festkörpern zu beschreiben. Im Gegensatz zu gängigen Ab-initio-Wellenfunktionsverfahren wie Konfigurationswechselwirkungsverfahren oder Coupled-Cluster-Methoden skaliert die RPA sehr günstig mit der Systemgröße N, und zwar mit N4log(N). Zudem beschreibt sie viele thermodynamische und elektronische Eigenschaften genauer als konventionelle Dichtefunktionalmethoden. Darüber hinaus berücksichtigt sie nicht nur dynamische, sondern auch statische Elektronenkorrelationseffekte, letzteres auch bei großen Systemen mit kleiner oder verschwindender Bandlücke.

In der frühen 1950er Jahren veröffentlichten Bohm und Pines eine Reihe von Arbeiten über die “Kollektive Beschreibung der Elektronenwechselwirkungen” im homogenen Elektronengas. Ihre quantenmechanische Arbeit^1_1 beschreibt diese Wechselwirkungen mit einem gekoppelten harmonischen Oszillatormodell für die langreichweitigen Plasmaoszillationen und einer zusätzlich

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