Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Jouko Lehtomäki

Väitöskirjan nimi on "Density functional theory approximations from semiclassical considerations".

Laskennallinen materiaalifysiikka antaa meille mahdollisuuden tutkia materiaaleiden ominaisuuksia ja kehitellä uusia materiaaleja teoreettisten mallien avulla yhdessä kokeellisten tutkimuksien kanssa. Materiaalin elektronirakenteen määrittäminen on keskeisessä roolissa tutkittaessa niiden ominaisuuksia. Yksi menestyneimmistä teorioista elektronirakenteen mallintamisessa on tiheysfunktionaaliteoria, joka yleensä tarjoaa hyvän tasapainon laskennallisen tehokkuuden ja mallin tarkkuuden välillä.

Tässä väitöskirjassa tutkittiin pääasiassa tiheysfunktionaaliteorian orbitaalivapaata approksimaatiota, joka karkeistaa elektronirakenteen kuvausta ottamalla huomioon kvanttimekaanisen Paulin periaatteen vain osittain huomioon (nk. semiklassinen approksimaatio). Orbitaalivapaat mallit ovat laskennallisesti kevyitä verrattuna raskaampaan, joskin tarkempaan Kohn-Sham malliin. Orbitaalivapaa malli mahdollistaa entistä suurempien systeemien mallintamisen, mutta rajoittava tekijä on nykyisten approksimaatioiden tarkkuus. Tutkimuksessa tarkastellaan kiinteän aineen lisäksi atomeja ja suurten atomilukujen rajaa parempien orbitaalivapaiden approksimaatioiden löytämiseksi.

Työssä tutkitaan tiheysfunktionaaliteorialla myös boronilla doupattua Ga₂O₃ puolijohdemateriaalia, jolla on mahdollisia sovelluksia neutroni-ilmaisimien rakentamiseen.

Vastaväittäjänä toimii Dr.  Fabio Della Sala, Istituto Italiano di Tecnologia, Italia.

Kustos on professori Patrick Rinke, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos.

Väittelijän yhteystiedot:  Jouko Lehtomäki, p. 0440170590, [email protected]

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulun ilmoitustaululla, Konemiehentie 2, Espoo.