घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत या डीएफटी नामक विधि। इसका उपयोग भौतिकी, रसायन विज्ञान और सामग्री विज्ञान में परमाणुओं और अणुओं जैसे कई-शरीर प्रणालियों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। डीएफटी इलेक्ट्रॉन अंतःक्रियाओं के सरलीकृत उपचार द्वारा सामग्रियों की प्रारंभिक गणना करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। हालांकि, डीएफटी अपने स्वयं के साथ इलेक्ट्रॉन की नकली बातचीत के लिए अतिसंवेदनशील है - जिसे भौतिक विज्ञानी "स्व-बातचीत समस्या" के रूप में संदर्भित करते हैं, जिससे ध्रुवीय के गलत विवरण होते हैं, जो अक्सर अस्थिर होते हैं।
भौतिक विज्ञानी EPFL एक अच्छी तरह से स्थापित सिद्धांत की एक बड़ी कमी को हल करने के लिए एक नया दृष्टिकोण विकसित किया है जो भौतिक विज्ञानी सामग्री में इलेक्ट्रॉनों की बातचीत का अध्ययन करने के लिए उपयोग करते हैं। उन्होंने इलेक्ट्रॉन स्व-बातचीत के लिए एक सैद्धांतिक सूत्रीकरण पेश किया है जो घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत में ध्रुवीय स्थानीयकरण की समस्या को हल करता है।
सरल शब्दों में, अध्ययन करते समय सूत्रीकरण इलेक्ट्रॉन स्व-बातचीत की लंबे समय से चली आ रही समस्या को हल कर सकता है ध्रुवीय - सामग्री में इलेक्ट्रॉन-फोनन इंटरैक्शन द्वारा उत्पादित क्वासिपार्टिकल्स।
तथ्य यह है कि क्वांटम यांत्रिकी कणों और तरंगों का प्रतिनिधित्व कर सकता है, इसकी कई विशेषताओं में से एक है। फोटोन, एक प्रकाश-संबंधित कण, एक विशिष्ट उदाहरण है।
इलेक्ट्रॉनों को तरंगों के रूप में माना जा सकता है जो क्रिस्टल के रूप में जानी जाने वाली व्यवस्थित संरचनाओं में पूरे सिस्टम में फैलती हैं, जो एक बहुत ही सामंजस्यपूर्ण चित्र बनाती हैं। आयनों को समय-समय पर अंतरिक्ष में व्यवस्थित किया जाता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन क्रिस्टल से गुजरते हैं। यदि क्रिस्टल में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाता है, तो इसका ऋणात्मक आवेश इसके चारों ओर के आयनों को उनके संतुलन की स्थिति से दूर ले जा सकता है। एक पोलरॉन नामक एक नया कण अंतरिक्ष में इलेक्ट्रॉन चार्ज के स्थानीयकरण और क्रिस्टल के आसपास के संरचनात्मक विकृतियों, या "जाली" के युग्मन के कारण बनाया जाएगा।
ईपीएफएल के स्कूल ऑफ बेसिक साइंसेज में स्टेफानो फालेटा कहा, "तकनीकी रूप से, एक पोलरॉन एक क्वासिपार्टिकल है, जो अपने स्व-प्रेरित फोनों द्वारा "कपड़े पहने" एक इलेक्ट्रॉन से बना होता है, जो क्रिस्टल के परिमाणित कंपन का प्रतिनिधित्व करता है। ध्रुवीयों की स्थिरता दो ऊर्जा योगदानों के बीच प्रतिस्पर्धा से उत्पन्न होती है: चार्ज स्थानीयकरण के कारण लाभ और जाली विकृतियों के कारण लागत। जब पोलरॉन अस्थिर हो जाता है, तो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन पूरे सिस्टम पर डिलोकलाइज़ हो जाता है, जबकि आयन अपनी संतुलन स्थिति को बहाल कर लेते हैं। ”
"हमारी नई विधि कम्प्यूटेशनल रूप से कुशल योजना के भीतर सटीक ध्रुवीय स्थिरता तक पहुंच प्रदान करती है। हमारा अध्ययन बड़ी प्रणालियों में, सामग्री के बड़े सेटों को शामिल करने वाले व्यवस्थित अध्ययनों में, या लंबी अवधि में विकसित होने वाले आणविक गतिकी में ध्रुवों की अभूतपूर्व गणना का मार्ग प्रशस्त करता है।"
जर्नल संदर्भ:
- स्टेफ़ानो फ़ॉलेट्टा, अल्फ़्रेडो पासक्वेरेलो। कई-शरीर स्व-बातचीत और ध्रुवीय। भौतिकी। रेव। लेट. 129, 126401, 14 सितंबर 2022। डीओआई: 10.1103 / PhysRevLett.129.126401
- स्टेफ़ानो फ़ॉलेट्टा, अल्फ़्रेडो पासक्वेरेलो। घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत में कई-शरीर आत्म-बातचीत से मुक्त ध्रुवीय। भौतिकी। रेव। बी 106, 125119, 14 सितंबर 2022। डीओआई: 10.1103/फिजरेवबी.106.125119
