Métodos cuánticos locales para la simulación de materiales iónicos : fundamentos, algoritmos y aplicaciones

Abstract

La presente tesis doctoral es el resultado de una investigación metodológica, algorítmica y computacional, cuyo objetivo principal es el desarrollo y utilización de modelos teóricos computacionales, basados en la teoría cuántica, que permitan obtener propiedades estáticas y dinámicas, tanto locales como globales, de materiales de naturaleza iónica. El principal de los métodos desarrollados en nuestro laboratorio es el método aiPI. Se han estudiado sus limitaciones, proponiendo modelos semiempíricos para su superación. También se ha desarrollado el nuevo método generalizado del ión perturbado, una generalización del anterior. Se ha estudiado la validez de la aproximación de clúster en la red para el tratamiento de impurezas en cristales, que se ha aplicado al estudio de impurezas de Cu en haluros alcalinos y de defectos cargados. También se han calculado las propiedades de los cristales de MgO, alfa-Al2O3 y MgF2, y se ha estudiado la transición de fase B1 - B2 en los haluros alcalinos. En conjunto, en este trabajo se han propuesto una serie de métodos de simulación con diversos grados de complejidad, que permiten abordar cada problema concreto con un método adecuado. Con estos métodos se ha conseguido simular con éxito un amplio conjunto de propiedades, en varios materiales iónicos, y se han examinado series de compuestos que permiten obtener tendencias generales.