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Devising Reliable Electronic Structure Schemes through Eclectic Design

Descrizione del progetto

Un nuovo approccio alla modellazione di sistemi molecolari complessi

La chimica quantistica è la chiave di un futuro in cui la scoperta di nuovi materiali sarà più rapida, intuitiva e accessibile a tutti, non solo agli esperti. Questo campo di studi offre strumenti potenti per comprendere il comportamento molecolare quando gli esperimenti sono insufficienti. Tuttavia, i metodi tradizionali si trovano ad affrontare delle sfide: i modelli di funzione d’onda, infatti, sono costosi, mentre la teoria funzionale della densità è spesso poco accurata. Il progetto DRESSED-pCCD, finanziato dal CER, concentrerà l’attenzione sugli stati di coppia di elettroni per modellare sistemi a molti elettroni. L’équipe di ricerca perfezionerà il modo in cui vengono catturate le interazioni tra gli elettroni, garantendo previsioni accurate delle proprietà molecolari sia per gli stati fondamentali che per quelli eccitati. Inoltre, lavorerà allo sviluppo di una piattaforma automatizzata e facile da usare per semplificare la chimica quantistica. La ricerca proposta potrebbe semplificare la scoperta dei materiali, in particolare nell’elettronica organica, dove l’innovazione dipende dalla scoperta delle interazioni molecolari.

Obiettivo

Modern quantum chemistry reached a remarkable level of description of atoms and molecules and their interactions. Theoretical approaches are particularly helpful when experimental studies are hampered or slowed down due to a trial-and-error approach. In such cases, computational chemistry can provide the much sought-after understanding of molecular properties and reactivity. Unfortunately, conventional wave function models are too expensive for large-scale modeling or require user control on an expert level, while density functional theory may predict unreliable properties. To break the current paradigm of computational chemistry, novel and neat approximations are desirable. One such innovative approach models many-electron systems using electron pair states. Current electron-pair methods are, however, insufficient to reach chemical or spectroscopic accuracy for large molecules of organic electronics and must be extended to (i) accurately describe electron correlations beyond the simple electron-pairing effects, especially in cases where conventional corrections break, (ii) reliably predict molecular properties of both ground and electronically excited states of closed- and open-shell compounds, and (iii) provide an intuitive and black-box platform for non-expert users. These goals will be achieved by (a) dressing electron-pair states with information extracted from multi-reference wave functions using a bottom-up approach, where each step systematically improves the accuracy of the previous model along the ladder of approximation, (b) designing a black-box interface to automatized quantum chemistry calculations using concepts of quantum information theory, and (c) elucidating the structure-properties relationship using the picture of interacting orbitals. The synergy between an inexpensive but reliable quantitative description and the qualitative interpretation of molecular interactions will accelerate the discovery of new materials in organic electronics.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2022-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

UNIWERSYTET MIKOLAJA KOPERNIKA
Contributo netto dell'UE
€ 1 218 088,00
Indirizzo
UL. JURIJA GAGARINA 11
87-100 TORUN
Polonia
Regione
Makroregion północny Kujawsko-pomorskie Bydgosko-toruński
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 218 088,00

Beneficiari (1)