Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-11-19T20:36:26Z No. of bitstreams: 2 Dissetação_Victor Giovanni Pina de Mello: 821688 bytes, checksum: 4dc42f6aa6afe5f8bc23a472087baf41 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-11-20T12:53:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissetação_Victor Giovanni Pina de Mello: 821688 bytes, checksum: 4dc42f6aa6afe5f8bc23a472087baf41 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-20T12:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissetação_Victor Giovanni Pina de Mello: 821688 bytes, checksum: 4dc42f6aa6afe5f8bc23a472087baf41 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this dissertation, we use the information theory to obtain the correlation energy of small lithium clusters. Unlike conventional methods for calculation of the correlation energy, the method used here requires only a single calculation in a Hartree-Fock level. With this calculation we obtain a total information energy of the clusters, through the addition of information energy of each atom of the cluster. The correlation energy is a bilinear function of the information energy and number of electrons in the cluster. In order to obtain a general equation for the correlation energy, we use the correlation energy expression that has been obtained through the information theory to t the exact energy of the system using a Monte Carlo quantum simulation of clusters ranging from 1 to 8 lithium atoms. The e ciency of the general equation for the correlation energy has been veri ed through the calculation of the binding energy for clusters of up to 9 and 10 atoms which have not been used in the obtained t. The obtained values for the binding energies are in good agreement with the experimental measurements using photoelectron spectroscopy. / Nesta dissertação obtemos a energia de correlação de pequenos clusters formados por átomos de Lí tio via teoria da informa ção. Diferentemente dos m étodos usuais para o c álculo da energia de correlação, o m étodo aqui utilizado requer somente um c álculo no n ível Hartree-Fock. Deste c álculo se obt em a energia de informação do cluster atráv es da soma das energias de informação dos átomos individuais do cluster. A energia de correlação e uma função bilinear da energia de informa ção e do n úmero de el étrons no cluster. A m de obter uma expressão geral para a energia de correla ção dos clusters de L tio, n os ajustamos a expressão obtida com seus respectivos coe cientes a energia exata deste sistema, calculada usando a simula ção de Monte Carlo quântico para clusters variando de 1 a 8 atomos. A veri cação dessa expressão para a energia de correla ção foi avaliada para clusters maiores não usados no ajuste atrav es do c álculo da energia de liga ção (para cluster de 9 e 10 átomos), os resultados indicam valores em bom acordo com as medidas experimentais usando espectroscopia de fotoel etrons.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-01-13T15:36:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emanuel Melo Isaac Moreira - 2015.pdf: 656931 bytes, checksum: 8e949a592f6171db8c2e771edb7895e2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-01-14T11:04:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emanuel Melo Isaac Moreira - 2015.pdf: 656931 bytes, checksum: 8e949a592f6171db8c2e771edb7895e2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-14T11:04:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Emanuel Melo Isaac Moreira - 2015.pdf: 656931 bytes, checksum: 8e949a592f6171db8c2e771edb7895e2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-04-08 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work we used a combination of density functional theory and quantum Monte Carlo methods to study the effect of electron correlation on stability and aromaticity of anionic Boron clusters (B− 3 and B− 4 ). We found that, in general, the cyclic isomer is energetically more stable than its open linear counterpart. Based on principles of minimum energy and electrophilicity, and maximum hardness, diffusion Monte Carlo indicates that B− 3 cluster is aromatic, however, the results are not conclusive with respect to the B− 4 cluster. Calculations were also performed within the Hartree–Fock approximation. From the obtained results, we analysed the impact of the electron correlation effects in these clusters and found that the correlation of the electrons contributes significantly to the ionization potential and electron affinities varying between 31% and 66% of their total values. / Neste trabalho combinamos a teoria do funcional da densidade com o método de Monte Carlo quântico para estudar o efeito da correlação eletrônica na estabilidade e na aromaticidade de clusters de boro aniônicos (B− 3 e B− 4 ). Verificamos que, em geral, o isômero cíclico é energeticamente mais estável que sua respectiva estrutura linear. Com base no princípio da mínima energia e eletrofilicidade, e máxima dureza, o método Monte Carlo por difusão indicou que o cluster B− 3 é aromático, porém, os resultados para o cluster B− 4 ainda não são conclusivos. Realizamos também cálculos com a aproximação de Hartree-Fock. Dos resultados obtidos, analisamos o impacto do efeito da correlação nesses clusters e verificamos que a correlação dos elétrons contribuem significativamente para o potencial

Orientador: Rogerio Custodio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:54:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelotti_WagnerFernandoDelfino_D.pdf: 827045 bytes, checksum: 044a9aecfaec7ac3e14153480c625d9f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Esta tese explorou diferentes objetivos envolvendo o método Monte Carlo Quântico, dos quais se destacam: avaliação do método convencional em propriedades eletrônicas; formalização das relações existentes entre a teoria de matriz densidade e os métodos Monte Carlo Quântico Variacional e de Difusão; estudo da correlação eletrônica com diferentes funções correlacionadas e também através de método misto envolvendo a teoria de perturbação e o Monte Carlo Quântico Variacional; aplicações para átomos do primeiro e segundo período da tabela periódica e moléculas diatômicas. Experimentos computacionais com o método Monte Carlo Quântico e separação de spins foram realizados produzindo excelentes resultados para cálculos de potenciais de ionização sucessivos para átomos, ionização atômica e molecular e construção de curvas de potencial para moléculas simples. Foram ainda obtidas duas formulações analíticas que descrevem exatamente o vínculo formal entre a matriz densidade e o Monte Carlo Quântico. Esta associação proporcionou ótimos resultados para os métodos Variacional e de Difusão, apresentando semelhanças e significativas diferenças quando comparado ao tratamento convencional com respeito à estrutura nodal para cada estado eletrônico estudado. Além disso, a matriz densidade aliada às funções correlacionadas é capaz de recuperar parte da correlação eletrônica e torna possível a correção de funções de onda dentro da associação do Monte Carlo Quântico e teoria de perturbação. / Abstract: This thesis explored different goals involving the quantum Monte Carlo method, of which stand out: assessment of the conventional method in electronic properties; formalization of relations between the density matrix theory and the variational and diffusion quantum Monte Carlo methods; study of the electronic correlation with different correlated functions and also through mixed method involving the perturbation theory and variational quantum Monte Carlo; applications to atoms of the first and second period of the periodic table and diatomic molecules. Computational experiments with the quantum Monte Carlo method and separation of spins were achieved producing excellent results for calculations of successive ionization potentials for atoms, single ionization of atoms and simple molecules and calculation of potential curves for simple molecules. Two analytical formulations were obtained that describes exactly the formal link between the density matrix and quantum Monte Carlo. This association has provided excellent results for variational and diffusion methods, presenting similarities and significant differences when compared to conventional treatment with respect to the nodal structure for each electronic state studied. Furthermore, the density matrix together with correlated wave functions is able to recover part of the electronic correlation and makes possible the correction of the wave functions within the association of quantum Monte Carlo and perturbation theory. / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Orientador: Rogério Custodio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T08:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_Leandrode_M.pdf: 3333566 bytes, checksum: 9df2fe3268e83e70fae31b792fc76513 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho avaliou o cálculo de energias de ionização verticais e as possibilidades de construção e interpretação de diagramas de correlação através do uso dos métodos Monte Carlo Quântico (MCQ) e Outer Valence Green¿s Function (OVGF). O trabalho foi dividido em quatro partes: Energias de ionização simples: Avaliou-se a capacidade dos métodos MCQ e OVGF em descrever os valores de energia de ionização de valência e de caroço e testou-se o uso de funções de onda relaxadas. A faixa dos desvios observados obtidas com o método Monte Carlo Quântico de Difusão (MCQD), em relação aos valores experimentais, é comparável a de outros métodos, como DFT (Teoria do Funcional de Densidade - Density Functional Theory) e CCGF (Funções de Green com Pares Acoplados - Coupled-Cluster Green¿s Function), 0,01 a 2 eV, e verificou-se que uso das funções de onda relaxadas é importante na descrição das ionizações de caroço. Energias de ionização sucessivas: Estimou-se as energias de ionização sucessivas dos elementos do 2º período a partir das energias orbitais do sistema neutro e comparou-se com resultados obtidos através dos métodos MCQ utilizando-se a função de onda do sistema não-ionizado. Pode-se demonstrar a falha das energias orbitais em descrever as energias de ionização sucessivas e obter correções com o uso dos métodos MCQ. Diagramas de correlação: Construíram-se diagramas de energia eletrônica total e de correlação quantitativos utilizando energia de ionização como binding energy para moléculas do tipo BAB (H2O e Li2O) através do uso dos métodos MCQ. Foram construídos diagramas de cargas parciais de Bader através das distribuições discretas de carga obtidas com os métodos MCQ para tentar interpretar os diagramas de correlação, porém a interpretação por comparação direta não foi possível, contudo foram obtidas informações importantes através dos diagramas de cargas parciais. Energias de dupla ionização: Foram calculadas energias de dupla ionização de sistemas atômicos e moleculares através do método OVGF e compararam-se os resultados obtidos com a Teoria do Funcional de Densidade (DFT). O método OVGF mostrou-se tão preciso quanto a teoria DFT na descrição das energias de dupla ionização / Abstract: The study was divided into 4 parts: Simple Ionization Energies: We evaluated the ability of MQC and OVGF methods in describing the values of the ionization energy of valence and core and tested the use of relaxed wave functions. The range of deviations obtained with the method of diffusion quantum Monte Carlo (MCQD), in relation to the experimental values, is comparable to other methods such as DFT (Density Functional Theory) and CCGF (Coupled-Cluster Green's Function), from 0.01 to 2 eV, and it was found that the use of the relaxed wave functions is important in the description of core ionizations. Successive Ionization Energies: We estimated the successive ionization energies of successive elements of the 2nd period from the orbital energies of the neutral system and compared with results obtained using the methods MCQ with the wave function of nonionized system. It can be shown the failure of the orbital energies to describe the successive ionization energies and to obtain corrections with the use of MCQ methods. Correlation Diagrams: Diagrams of total electronic energy and quantitative correlation diagrams were constructed using the ionization energy as binding energy for molecules of the type BAB (Li2O and H2O) through the use of MCQ methods. We constructed Bader¿s partial charges diagrams with the discrete charge distributions obtained with MCQ methods to try to interpret the correlation diagrams, but the interpretation by direct comparison was not possible, however, important information was obtained through diagrams of partial charges. Double Ionization Energies: We calculated double ionization energies of atomic and molecular systems by the OVGF method and compared the results obtained with the Density Functional Theory (DFT). The OVGF method proved to be as accurate as the DFT theory in describing the double ionization energies / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Rogério Custodio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T05:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Streit_Livia_D.pdf: 1852639 bytes, checksum: 1d6bd6190d21b329d992dfe5f74f8993 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O estudo de processos fotoeletrônicos, como energias de dupla ionização é de grante interesse teórico e experimental na área da física molecular. Cálculos e medidas experimentais de energias de dupla ionização e de energias de ligação de elétron envolvem o entendimento de correlação e relaxação eletrônica. A consideração de tais efeitos é indispensável para a obtenção de resultados precisos. No presente trabalho, tais processos fotoeletrônicos são estudados com métodos Pós-Hartree-Fock e Monte Carlo Quântico (MCQ). No último caso, o método foi adaptado de maneira a utilizar um tipo diferente de função de onda. A primeira parte desta tese envolve o estudo de energias de dupla ionização. O objetivo prinicipal é a análise do tipo de função de onda tentativa no método MCQ. Três diferentes formas foram estudadas: Uma função Hartree-Fock monodeterminante com uma função de correlação eletrônica explícita de Boys-Handy otimizada para a molécula; uma função CI multideterminante; e ainda, uma função de onda multideterminante construída a partir de orbitais de Dyson. Para obter a função de onda de Dyson, um extenso trabalho envolvendo estudo e programação do programa de cálculo de estrutura eletrônica Gaussian 09 foi necessário. A primeira parte da tese ainda envolve o estudo de energias de dupla ionização por métodos Interação de Configurações Multireferência MRCI e Gaussian-3 G3. Os resultados obtidos são comparados aos resultados obtidos por MCQ. A segunda parte da tese compreende o estudo de energias de ligação de elétron de complexos de gases nobres com o ânion Uracila. A coexistência de ânions em que o orbital singularmente ocupado apresenta características de um orbital de valência e de um orbital muito difuso é investigada através de análise de geometria e do cálculo de energias de afinidade eletrônica e de ligação de elétron dos complexos neutros e aniônicos / Abstract: The study of photoelectron processes such as double ionization energies has become a very interesting field in experimental and theoretical molecular physics. Calculation and experimental measure of double ionization energies and electron binding energies involve understanding of electron correlation and relaxation energies. Consideration of those effects are a requisite in order to predict precise values. In this work, those photoelectron processes are studied with post-Hartree-Fock and Quantum Monte Carlo (QMC) methods. In the latter case, the method was also modified to take in account a different type of wavefunction. The first part of this thesis is concerned with the study of double ionization energies. The main objective of this work is the analysis of the type of trial wavefunction in QMC method. Three different forms were studied: A single determinant Hartree-Fock function, with the Boys-Handy explicit electron correlation function optimized for the molecule; a multi-determinant CI wavefunction; and finally, a multi-determinant wavefunction built from Dyson orbitals. In order to obtain the Dyson wavefunction, an extensive work on studying and programming the electron structure package Gaussian 09 was necessary. The first part still comprises the study of double ionization energies with MRCI and G3 methods. The results thus obtained were compared to the QMC results. The second part of this thesis embraces the study of electron binding energies of uracil¿noble-gas complexes. The coexistence of valence and diffuse¿bound anions of U(Xe), suggested by experimental studies is investigated with geometry analysis and calculation of adiabatic electron affinities and vertical electron detachment energies of the neutral an anionic complexes / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Thiago Milograno.pdf: 1110506 bytes, checksum: 08596b9630b30f983f7a8e9f0777f92d (MD5) Previous issue date: 2009-02-20 / In this work we have applied Quantum Monte Carlo method at finite temperature known as Path Integral Monte Carlo (PIMC) to study the quantum-classical behavior of the Neon. We have calculated the one body density matrix as well as the atomic momentum distribution which have shown to be significantly different from the classical Maxwell- Boltzmman distribution in the range of densities and temperatures studied. The deviations from a classical gaussian are substantial but it decreases as one goes to temperatures above T = 35 K or densities below p = 20 nm−3. Furthermore, at low temperature the results show that there are more low momentum atoms than in a classical gaussian distribution. / Neste trabalho aplicamos o método de Monte Carlo Quântico à temperatura finita conhecido como Path Integral Monte Carlo (PIMC) a fim de estudar o comportamento quântico-clássico do Neônio. Calculamos a matriz densidade de um corpo, bem como a distribuição de momento atômica que mostrou ser significativamente diferente da distribuição clássica de Maxwell-Boltzmann nos intervalos de densidade e temperatura estudados. Os desvios de uma gaussiana clássica são substanciais porém esses desvios diminuem para temperaturas acima de T = 35 K ou densidades abaixo de p= 20 nm−3. Além disso, para baixas temperaturas os resultados mostram que há mais átomos com momentos menores do que na distribuição clássica gaussiana.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-29T18:35:28Z No. of bitstreams: 2 Tese - Jose Higino Damasceno Junior - 2015.pdf: 2058291 bytes, checksum: ed4c947cd5e0f908dddc93570ac84dbb (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-11-03T14:21:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Jose Higino Damasceno Junior - 2015.pdf: 2058291 bytes, checksum: ed4c947cd5e0f908dddc93570ac84dbb (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T14:21:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Jose Higino Damasceno Junior - 2015.pdf: 2058291 bytes, checksum: ed4c947cd5e0f908dddc93570ac84dbb (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Clusters systems are very different from molecules or their bulk materials, since they exhibit many specific properties. As example, the bond in metallic clusters of metallic atoms is intermediate between metallic and covalent bonding. In general, the structural and electronic properties of these systems are very difficult to measure experimentally, and therefore theoretical modeling is very important in characterizing them. In this thesis, we employed ab initio methods to study metallic clusters such as the aluminum hydride clusters as well as a few aromatic metal clusters. The optimized geometries of the studied clusters have been determined using DFT. The electronic structures of these systems were investigated using the QMC methods. The calculations were carried out within the Variational (VMC) and fixed-node diffusion (DMC) quantum Monte Carlo methods. The calculations are also performed in the Hartree-Fock (HF) approximation in order to analyze the impact of electron correlation. With regards the aluminum hydride clusters, the total atomic binding energy impact varies from ~20% up to about ~50%, whereas for the electron binding energy it ranges from ~1% up to ~73%. The decomposition of the electron binding energies clearly shows that both charge redistribution and electron correlation are important in determining the detachment energies, whereas electrostatic and exchange interactions are responsible for the ionization potential. For the aromatic metal clusters, the presence of a dopant plays important role in their electronic properties enhancing their binding energy, electron affinity, hardness and resonance energy. / Clusters são sistemas bastante diferentes de moléculas e sólidos, pois exibem propriedades bastante peculiares. Por exemplo, a ligação em um cluster metálico tem intensidade intermediária entre as ligações covalentes e metálicas. Em geral, as propriedades eletrônicas e estruturais desses sistemas são bastante difíceis de serem medidas experimentalmente e, portanto, uma modelagem teórica é muito importante na caracterização desses. Nesta Tese, utilizamos métodos ab initio para estudar clusters metálicos, tal como clusters de hidretos de alumínio assim como também alguns clusters metálicos aromáticos. As estruturas geométricas dos clusters estudados foram otimizadas via DFT. A estrutura eletrônica desses clusters foi investigada usando o método de Monte Carlo Quântico Variacional (MCQD) e de difusão (MCQD) com aproximação de nós fixos. Os cálculos também foram realizados a partir da aproximação de Hartree-Fock, afim de se analisar o impacto da energia de correlação eletrônica. Para os hidretos de alumínio, a energia de correlação eletrônica tem impacto na energia total de ligação variando de 20% a 50%. Da mesma maneira, a energia de ligação de um elétron ao cluster tem grande contribuição da energia de correlação eletrônica, variando de 1% a 73%. A decomposição da energia de ligação mostra claramente que a relaxação e a correlação eletrônica são importantes na determinação da afinidade eletrônica, enquanto que a interação de troca eletrostática é responsável pelo potencial de ionização. Para os clusters aromáticos, a presença do dopante desempenha um importante papel nas propriedades desses clusters, uma vez que otimiza a energia de ligação, a afinidade eletrônica, a dureza e a energia de ressonância.