Effiziente und genaue Integral-Algorithmen

Unsere Gruppe arbeitet auch an der Verbesserung von Algorithmen zur Berechnung von Zwei-Elektronen-Integralen. Die Berechnung und Verarbeitung solcher Integrale zu Fock-Matrizen ist für Hartree-Fock (HF), DFT- und auch CASSCF-Methoden in der Regel der zeitbestimmende Schritt (bottleneck). Die Berechnung der Fock-Matrizen kann dabei in einen Coulomb- (direkten) J und Austausch-Beitrag K aufgeteilt werden. Für HF, CASSCF und hybride DFT-Rechnungen verbraucht die Berechnung der HF-Austausch-Matrix K die meiste Rechenzeit und kann mit der seminumerischen chain-of-spheres Methode (COSX) effizient berechnet werden. In einer Kooperation mit Prof. Frank Neese, Dr. Robert Izsak (Middlebury College) und Dr. Bernardo de Souza (FAccTs GmbH) wurde zuletzt sowohl die Geschwindigkeit als auch die Genauigkeit der COSX-Methode deutlich verbessert, was nun vielfältige Anwendungen im Bereich der UV/Vis-Spektroskopie und auch die Berechnung von intermolekulare Bindungsenergien von großen Molekülen erlaubt. Zukünftig soll auch die Berechnung von Geometrie-abhängigen Eigenschaften (wie etwa Gradienten oder auch harmonischen Schwingungsfrequenzen) mit der COSX-Methode verbessert werden.

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