Лаборатория Квантовой химии

Исследования любых реальных макроскопических систем требует учета неоднородностей, возникающих вследствие границ раздела фаз, внешних сил или неравновесности протекающих процессов. Существующие методы анализа неоднородностей обычно проводятся в квазистатическом приближении и противоречат экспериментальным данным в диапазоне размеров меньше 100 нм. Для решения этой проблемы в лаборатории разработаны новые безмодельные методы неравновесной термодинамики, позволяющие на порядки повысить расчеты функций состояния неоднородных систем.

Моделирование материалов в подавляющем большинстве случаев требует учета влияния эффектов ближнего и дальнего порядка. Одним из наиболее корректных приближений в данном случае является неэмпирический расчет электронной энергии и ее производных в периодических потенциалах. В рамках этого направления в лаборатории проводятся систематические исследования периодических систем с различной топологией прямой и обратной решеток, моделирующих различные функциональные материалы - сегнетоэлектрики, топологические изоляторы, фото- и магнитоактивные материалы, высокоэнергетические материалы.

Моделирование систем с отсутствующим дальним порядком представляет большой интерес как для исследований процессов в жидкой фазе (например, при установлении механизмов каталитических процессов и направленном дизайне каталитических систем), так и с точки зрения разработки гибридных материалов (например, криопротекторов, жидких кристаллов, молекулярных магнитов). В рамках этого направления в лаборатории на основе кластерного приближения проводятся неэмпирические расчеты свойств для широкого круга сложных химических объектов, в том числе требующих явного учета сольватационных эффектов или корректного учета специфики электронного строения тяжелых металлов.