Theoretische Charakterisierung von Metallclusterverbindungen und ihren organisierten Strukturen: Entwicklung einer kombinierten Dichtefunktional- und Kraftfeldmethode

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Das Projekt hat die Entwicklung einer kombinierten quantenmechanischen und Kraftfeld-Methode zum Ziel, die erstmals speziell für die Modellierung von großen ligandenstabilisierten Clustern und daraus aufgebauten organisierten Strukturen konzipiert ist. Dabei sollen die metallischen Clusterkerne sowie ihre Wechselwirkung mit Liganden quantenmechanisch, die Wechselwirkungen in der Ligandenhülle sowie zwischen verschiedenen Clustern mittels Kraftfeldern simultan beschrieben werden. Als quantenchemische Methoden sollen ein genaues Dichtefunktional-Verfahren, aber auch eine Tight-Binding-Methode erprobt werden. Weiterhin wird die DF-Methode zur Charakterisierung von Clustereinheiten eingesetzt, um mit zuverlässigen Berechnungen zur Aufklärung von geometrischer Struktur, relativer Stabilität, elektronischer Struktur sowie insbesondere der Abhängigkeit verschiedener Eigenschaften von der Clustergröße beizutragen. Für diese Rechnungen steht mit dem jüngst in der Arbeitsgruppe des Antragestellers entwickelten Programm Para-Gauss eine leistungsfähige Neuimplementierung der DF-Methode für Parallelrechner zur Verfügung. Die Studien an isolierten Clusterverbindungen sollen in Zusammenarbeit mit experimentell arbeitenden Partnern im Schwerpunktprogramm unternommen werden; sie bilden ferner die Grundlage für die letztlich angestrebte Modellierung organisierter Clusteranordnungen mit dem QM/MM-Ansatz.