| Abstrakt: | W niniejszej pracy rozważono w sposób teoretyczny dwa warianty metody Potrójnego Powinowactwa Elektronowego (TEA). Najprostszy wariant (TEA-EOM-CCSD) został zaimplementowany w programie obliczeniowym i przetestowany na układach zawierających trzy niesparowane elektrony. Dla wariantu uwzgledniającego wzbudzenia wyższego rzędu (TEA(R4)-EOM-CCSD) wyprowadzono równania w postaci
diagramatycznej i algebraicznej. Ponadto dla obu wariantów przeanalizowano od strony teoretycznej możliwość wyznaczenia stanu podstawowego metoda CCSD lub CCSDT. Rozważania na ten temat zamieszczono w rozdziale 6. Część aplikacyjna pracy doktorskiej składała się z trzech części: obliczeń DIP i DEA
dla molekularnego tlenu, obliczeń TEA dla trójrodników LiC i NaC oraz obliczeń DFT dla nanostruktur węglowych oddziałujących z atomami Li i Na.
Najważniejszym wnioskiem płynącym z pierwszej części obliczeń jest fakt, ze molekuła O2 jest lepiej opisywana przy pomocy modelu Podwójnego Potencjału Jonizacji (DIP) niż Podwójnego Powinowactwa Elektronowego (DEA). Potwierdza to przypuszczenie, ze jon O2−2 , izoelektronowy z cząsteczka fluoru, jest dobrym stanem referencyjnym, który zapewnia prawidłowe zachowanie asymptotyczne krzywych energii
potencjalnej. Ponadto zbadano wpływ bazy funkcyjnej na uzyskane wyniki DIP i wykazano, że zarówno energia stanu podstawowego, jak i stanów wzbudzonych zależy w niewielkim stopniu od rozmiarów bazy. Efekt ten jest taki sam dla wszystkich rozpatrywanych odległości międzyatomowych, więc nie wpływa na własności, takie
jak równowagowa długość wiązania, czy energia dysocjacji.
Druga część pracy zawiera przykłady zastosowań metody TEA-EOM-CC do wyznaczania krzywych energii potencjalnej. Po pierwsze rozpatrzono dysocjacje trójrodnika LiC, stosując do obliczeń zarówno metody oparte na UHF, jak i RHF. Dokonano obserwacji, ze krzywa uzyskana przy użyciu najprostszego modelu (TEA-EOMCCSD) jest przesunięta w górę w stosunku do wyznaczonej metoda referencyjna (CAS-CCSD). Jest to efekt zaobserwowany już wcześniej, przy implementacji modeli DIP i DEA, wynikający z nieuwzględniania wzbudzeń wyższych rzędów. Ponadto dokonano szeregu obliczeń dla stanów wzbudzonych LiC, zbiegających się do tej samej asymptoty, co stan podstawowy. Świadczy to o poprawnym opisie energii stanu podstawowego i stanów wzbudzonych dla dużych odległości międzyatomowych. Obliczenia powtórzono dla trójrodnika NaC, ich wyniki jakościowo nie odbiegały od uzyskanych dla LiC. Najistotniejsza różnica między tymi dwoma układami jest głębokość minimum krzywej energii potencjalnej stanu podstawowego. W przypadku molekuły NaC minimum jest dużo płytsze niż dla LiC. Prowadzi to do wniosku, że wiązanie między litem i węglem jest mocniejsze niż miedzy sodem i węglem.
Ostatnia część odbiega metodologicznie od dwóch poprzednich, ponieważ nie opiera się na formalizmie sprzężonych klasterów. W tej części posłużono się teoria funkcjonału gęstości elektronowej (DFT) do opisu oddziaływania nanostruktur węglowych z atomami metali alkalicznych. Interkalowane nanorurki sś interesującym obiektem badan ze względu na możliwość transportu atomów i małych cząsteczek. Układy takie są jednak zbyt duże, aby zastosować do nich metodę sprzężonych klasterów, stad wybór innego podejścia. Uzyskane przy pomocy metody DFT wyniki prowadzą do wniosku, ze trójrodniki LiC i NaC mogą stanowić użyteczne modele oddziaływań między atomami metali alkalicznych a nanorurkami i pokrewnymi strukturami węglowymi. Przeanalizowano trzy rodzaje nanostruktur: grafen, nanorurke (5,5) o stosunkowo dużej średnicy przekroju oraz nanorurke (5,0) o mniejszej średnicy. Uzyskane wyniki potwierdzają wniosek wysnuty z obliczeń dla dwuatomowych modeli, zgodnie z którym oddziaływanie miedzy litem a powierzchnia nanostruktury
jest mocniejsze niż w przypadku analogicznego oddziaływania atomu sodu. Ponadto można zauważyć, że dwuatomowe modele, którymi posługiwaliśmy się w metodzie TEA stanowią dobre przybliżenie dla struktur o większym przekroju. W przypadku takich struktur oddziaływanie miedzy atomem a monowarstwa węglowa bardziej przypomina dysocjacje układu dwuatomowego. |