Development and application of a powerful computational tool for the topological analysis of molecular fields

• Applicant: Professor Dr. Thomas Heine
• Subject Area: Theoretical Chemistry: Molecules, Materials, Surfaces
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 20661269

Mit diesem Antrag planen wir, die Theorie der topologischen Analyse von Molekularfeldern, einschließlich der Elektronendichte, dem Laplacian der Elektronendichte und dem Fermi-Loch, sowie Vektorfeldern wie der Stromdichte, und den induzierten magnetischen und elektrischen Feldern weiterzuentwickeln. Zentraler Bestandteil dieses Projektes ist es, eine leistungsfähige computergestützte Methode zur topologischen Analyse von Molekularfeldern bereitzustellen, die sowohl auf experimentelle als auch auf theoretische Molekularfelder unterschiedlicher Qualitäten angewendet werden kann. Wir planen, einen Algorithmus bereitzustellen, mit dem, in Analogie zu Baders AIM-Methode, die topologische Analyse eines molekularen Feldes durchgeführt, in der jedoch auf die Bestimmung der rechentechnisch sehr aufwändigen ¿zero flux surface¿ verzichtet werden kann. Es werden so auch Artefakte und numerische Instabilitäten vermieden, die im Standard-Algorithmus der AIM-Methode häufig auftreten. Mit dem neuen Algorithmus wird ein qualitativer Fortschritt für die topologische Analyse erzielt werden und das Studium großer Moleküle mit geringer Symmetrie, z.B. von Polypeptiden, möglich sein. Die Methode wird auf die verschiedenen Systeme angewendet werden, insbesondere auf Moleküle mit extremen Bindungsarten wir tetrakoordinierten planaren Kohlenstoff, Polypeptide und metallorganische Verbindungen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Gotthard Seifert