Ensemble density functional approach to electronic excitations : exact theory and approximations using quantum embedding
L'approche de la théorie fonctionnelle de la densité d'ensemble aux excitations électroniques : théorie exacte et approximations utilisant l'embedding quantique
Excitations électroniques
Théorie de la fonctionnelle de la densité
Formalisme d'ensemble
Approximations de la fonctionnelle de la densité
Dérivée discontinue
Embedding quantique
Electronic excitations
Densiy-functional theory
Ensemble formalism
Density-functional approximations
Derivative discontinuity
Quantum embedding
541.2
Excitations collectives
Théorie de la fonctionnelle de densité
Cette thèse se concentre sur les nouveaux développements dans la théorie de la fonctionnelle de la densité d’ensemble (eDFT), qui est une méthode indépendante du temps pour décrire des ensembles d’états électroniques fondamentaux et excités. Les aspects formels et pratiques de la méthode sont discutés en détail. Différentes ap- proches sont introduites pour le développement d’approximations de la fonctionelle de la densité (DFA), appuyés par des calculs test sur le dimère asymétrique de Hubbard. Un nouveau formalisme dit “N-centré étendu” est introduit pour combiner excitations neutres et chargées en un seul ensemble. Cette approche permet notamment d’appréhender d’une nouvelle façon le concept de dérivée discontinue pour les excitations neutres. Enfin, une stratégie d’embedding quantique d’ensemble est proposée pour décrire plusieurs états électroniques. Cette dernière est basée sur le formalisme de la matrice à densité réduite à un électron (1RDM).
The thesis focuses on new developments in ensemble density-functional theory (eDFT), which is a time-independent method for describing ensembles of ground and excited electronic states. Formal and practical aspects of the method are discussed in detail. Different approaches for developing density-functional approximations (DFAs) are suggested, with test calculations presented for the asymmetric Hubbard dimer. A new formalism of “extended N-centered” ensembles is proposed, which combines neutral and charged excitations into a single ensemble. This approach elucidates in a new way the concept of derivative discontinuity for neutral excitations. Lastly, a quantum embedding strategy for describing multiple electronic states is proposed, based on the one-electron reduced density matrix (1RDM) formalism.
Electronic Thesis or Dissertation
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3327360
Université de Strasbourg
Strasbourg
2023-12-31
https://theses.hal.science/tel-04272543
application/pdf
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2023/Cernatic_Filip_2023_ED222.pdf
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https://theses.hal.science/tel-04272543
https://theses.hal.science/tel-04272543
https://theses.hal.science/tel-04272543
Cernatic
Filip
1996-07-19
FR
272885185
0EFB1U03PQ0
21917648
4200003
https://theses.fr/2023STRAF035
2023STRAF035
https://doi.org/10.70675/84342adfz7dcez4f87za9f4z1501f00028d4
2023-09-22
Chimie informatique et théorique
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Robert
Vincent
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Emmanuel
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Reining
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Toulouse
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Romaniello
Pina
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École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
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Robert
Vincent
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Emmanuel
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École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
Institut de chimie (Strasbourg)
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