Density Functional Theory

Density Functional Theory (DFT) heeft zich gevestigd als de belangrijkste methode voor simulaties op atomair niveau van vaste stoffasen, pure en samengestelde materialen en kwantumchemische systemen. Dit boek biedt een rigoureuze en gedetailleerde introductie tot de fundamenten van deze theorie, tot en met geavanceerde onderwerpen zoals orbital-afhankelijke functionals en zowel tijdsafhankelijke als relativistische DFT.

De structuur en inhoud van dit boek maken een tutorial en modulaire zelfstudie aanpak mogelijk. De lezer zal merken dat alle concepten van veel-lichamenstheorie, die onmisbaar zijn voor de bespreking van DFT, stap voor stap worden geïntroduceerd. Dit betreft onder andere de enkeldeeltje Green's functie en responsfuncties. Ook basisbegrippen uit de vaste stoftheorie, zoals het Fermi-oppervlak van inhomogene, interactieve systemen, worden grondig behandeld. Voor lezers zonder formele opleiding in de veel-lichamenstheorie is er een systematische inleiding tot de taal van tweede kwantisatie opgenomen in een appendix.

De discussies in dit boek bestrijken zowel de theoretische fundamenten als praktische toepassingen. De tekst concentreert zich op een zelf-contained presentatie van de basisprincipes van de meest gebruikte DFT-variant, met een grondige bespreking van de bijbehorende bestaansonstellingen en effectieve enkeldeeltjesvergelijkingen. Belangrijke aannames die in implementaties worden gebruikt, worden nauwkeurig besproken. Formele resultaten worden aangevuld met geselecteerde kwantitatieve resultaten die vooral gericht zijn op het illustreren van de sterkte- en zwaktepunten van specifieke benaderingen of functionals.

Binnen het kontekst van DFT zijn er nieuwe toepassingen opduiken, zoals de structuur van atoomclusters en de combinatie van DFT met moleculaire dynamica en gesimuleerde annealing. De voortdurende vooruitgang binnen dit vakgebied is opmerkelijk; de funderingen van de theorie zijn verder uitgebreid om op een vollere wijze rekening te houden met opgewonden toestanden en tijdsafhankelijke problemen. Nieuwe functionals zijn ontwikkeld, zoals die onder de term gegeneraliseerde gradientuitbreidingen vallen, en de toepassingen in de traditionele vakgebieden hebben gestaag toegenomen, vooral binnen de chemie.

Het boek biedt een uitstekende basis voor zowel studenten als professionals die zich verder willen verdiepen in de vele facetten van Density Functional Theory. Door zijn modulare opbouw en duidelijke toelichting op complexe concepten, kan de lezer in zijn of haar eigen tempo leren en de materie op een diepgaande manier verkennen.