Confronto delle prestazioni di metodi ibridi HF/DFT globali e 'range-separated' per sistemi cristallini

L'obiettivo principale del lavoro di tesi è stata l'implementazione di quattro funzionali ibridi HF/DFT di cui tre ''range-separated'' (RSH) nel codice CRYSTAL09 (sviluppato all'Università di Torino), un programma LCAO periodico che sfrutta l'uso di metodi quantistici per calcolare le proprietà chimiche e fisiche dei solidi. I funzionali implementati, a parte il l'ibrido globale B97, sono di tipo ''long-range corrected'' (wB97, wB97-X e RSHXLDA), ovvero includono una parte di scambio esatto HF a lungo raggio all'interno dell'operatore di Coulomb. Tale caratteristica conferisce, in generale, una maggiore versatilità nel calcolo di proprietà termochimiche per le molecole e band gaps per i solidi. I funzionali sono stati testati per la prima volta su sistemi periodici. In seguito, sono stati confrontati con i più comuni metodi quanto-meccanici e, da letteratura, anche con gli ibridi di tipo ''short-range corrected''. I risultati preliminari indicano la bontà di tali funzionali per il calcolo delle energie di coesione. I dati riguardo a parametri di cella e band gaps, tuttavia, non sono soddisfacenti. E' possibile che la parametrizzazione dei funzionali implementati, specifica per le molecole, non sia adatta per la predizione di proprietà relative ai cristalli, così come l'inclusione di scambio HF a lungo raggio. Dal confronto con i dati di band gaps forniti in letteratura i metodi short-range corrected (come l'HSE) sembrano essere molto più accurati, per questo motivo la loro implementazione all'interno del codice CRYSTAL09 è in corso. Il funzionale ibrido globale B97, invece, mostra una buona versatilità. In generale, esso è in grado di calcolare in modo soddisfacente le diverse proprietà investigate.