DFT 시뮬레이션 (Density Function Theory)

1. 실험 주제

DFT 시뮬레이션, 즉 밀도 범함수 이론(DFT)은 전자 구조를 다루는 강력한 계산 화학 및 물리학의 도구이다. DFT는 물질의 전자 밀도를 기반으로 하여 원자와 분자의 특성을 예측하고 이해하는 데 중점을 둔다. 전통적인 양자역학적 접근 방식인 파동 함수 이론에 비해 DFT는 계산 효율성이 뛰어나며, 많은 전자 시스템의 전자 구조를 잘 설명할 수 있는 장점을 가진다. DFT의 가장 큰 특징은 전자 상호작용을 효과적으로 다룰 수 있는 에너지 범함수를 도입하여 전자 밀도와 에너지 사이의 관계를 설정하는 것이다. DFT는 일상적인 화학적 시스템부터 복잡한 고체 상태 물질까지 다양한 분야에 응용될 수 있다. 예를 들어, DFT를 사용하면 분자의 기하 구조 최적화, 반응 경로 탐색, 전자 전이 상태 및 에너지 준위 계산 등이 가능하다. DFT의 핵심 이론은 Hohenberg-Kohn 정리에 뿌리를 두고 있으며, 이 이론에 따르면 고립된 다전자계의 바닥 상태 에너지는 전자 밀도에 의해 유일하게 결정된다는 것을 보여준다. 이러한 이론적 기반을 바탕으로 DFT는 물질의 바닥 상태 및 여기 상태를 연구하는 데 필수적인 도구로 자리잡았다. DFT의 적용 범위는 넓다. 유…(생략)