Universität zu Köln

Efficient Elimination of the Basis Set Superposition Error

Walczak, Katarzyna (2012) Efficient Elimination of the Basis Set Superposition Error. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    The basis set superposition error (BSSE) is one of the major obstacle occuring in quantum chemical calculations which aim at a accurately prediction of interaction energies. The importance of a BSSE elimination procedure is among other things manifasted by the fact, that the magnitude of the BSSE can be as large as the interaction energy itself, affecting the accuracy of the calculated interaction energies therefore significantly. In this work new approaches to eliminate the BSSE efficiently from wavefunction based quantum chemical calculations on large molecular clusters are presented. The applicability of these schemes is studied in great detail among others on a water cluster series ranging in size from a water dimer up to even a (H2O)20 water cluster. An overview of the correction schemes known from the literature is also given and the newly developed schemes are compared with the literature ones. The presented schemes allow to account with only small loss in accuracy very efficiently for BSSE corrected interaction energies, which are partly no more feasible to calculate with standard methods due to the large system size.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Der Basissatzsuperpositionsfehler (BSSE) stellt eines der größten Hindernisse in quantenchemischen Berechnungen dar, die eine genaue Berechnung von Wechselwirkungsenergien anstreben. Die Bedeutung eines BSSE Eliminierungsverfahrens ist unter anderem darin begründet, dass der BSSE in der Größenordnung der zu berechnenden Wechselwirkungsenergie liegen kann und daher die Genauigkeit dieser signifikant beeinträchtigt.In der vorliegenden Arbeit werden neue Ansätze vorgestellt, um den BSSE in wellenfunktionsbasierten quantenchemischen Rechnungen an großen molekularen Clustern effizient zu eliminieren. Die Anwendbarkeit der Methoden wurde ausführlich unter anderem an Wasser Clustern diskutiert, deren Größe sich von einem Wasser-Dimer bis hin zu einem (HO)20 Cluster erstreckte. Eine Übersicht über die in der Literatur bekannten BSSE Eliminierungsverfahren wird ebenfalls dargestellt und die hier vorgestellten Methoden werden damit verglichen. Die neu vorgestellten Verfahren bieten mit nur geringeren Einbußen in der Genauigkeit der Rechnungen einen sehr effizienten Weg BSSE korrigierte Wechselwirkungsenergien zu erhalten, welche sogar teilweise mit den verfügbaren Standardmethoden aufgrund der Systemgröße nicht mehr zugänglich wären.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Walczak, Katarzynawalczak-k@gmx.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-49278
    Subjects: Natural sciences and mathematics
    Chemistry and allied sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Counterpoise Correction, Basis Set Superposition Error, Pairwise Additive Function Counterpoise, Site-Site Function Counterpoise, Water Cluster, Valiron-Mayer Function Counterpoise, Stabilization EnergiesEnglish
    Basissatzsuperpositionsfehler, Wechselwirkungsenergien, BSSE Eliminierungsverfahrens, molekularen Wasser Cluster, Valiron-Mayer, CounterpoiseGerman
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Theoretische Chemie
    Language: English
    Date: 23 April 2012
    Date Type: Publication
    Date of oral exam: 15 June 2012
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 11 Dec 2012 16:23:15
    Referee
    NameAcademic Title
    Dolg, Michael FranzProf. Dr.
    Hanrath, MichaelPrivatdozent Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/4927

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