Adhesion, clusters and functionals

Abstract

This work is parted in three different parts within the field of theoretical chemistry.

The first part deals with the adhesion of polymers on surfaces and is an application of already developed methods on a specific scientific problem. The adsorbat-surface-interaction of the polymer DGEBA under the influence of the hardener DETA on the oxidized magnesium surface was investigated, apllying to different ways: A cluster approach, as well as a periodic conditions approach, both within the Density-Functional-Theory framework.

The structural and electronic properties of stoichiometric CdS-Clusters are presented in the second part of this work. A parallel and completely unbiased genetic algorithm had been developed and successfully applied to the problem. The results, using a parametrized density-functional based tight-binding method are presented.

The third and last part deals with the more basic problem of the development of a density-functional for the electron exchange correlation term. The successful application on the isoelectronic sequence of both, the helium and Hooke-atom, as well as intermediate systems are presented along with those for linear and homogenous power potentials.

Die vorliegende Arbeit gliedert sich in drei verschiedene Themenbereiche der Theoretische Chemie.

Der erste Teil beschäftigt sich mit der Adhäsion von Polymeren auf Oberflächen und ist eine Anwendung von bereits entwickelten Methoden auf ein konkretes wissenschaftliches Problem. Untersucht wurde die Adsorbat-Oberflächen-Wechselwirkung des Polymers DGEBA unter Einfluss des Entwicklers DETA auf die oxidierte Oberfläche von Magnesium. Hierbei wurde im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie eine Clustermethode verwendet, wie auch eine Herangehensweise unter Nutzung von periosichen Randbedingungen.

Die strukturellen und elektronische Eigenschaften von stöchiometrischen CdS-Cluster werden im zweiten Teil der Arbeit dargestellt. Hierzu wurde ein paralleler und völlig unvoreingenommener Genetischer Algorithmus entwickelt und erfolgreich auf das Problem angewendet. Die Ergebnisse durch Anwendung einer parametrisierten Dichtefunktional-Tight-Binding Methode werden entsprechend dargetellt.

Der dritte und letzte Teil beschäftigt sich mit der mehr grundlegenden Fragestellung der Entwicklung eines Dichtefunktionals für den Elektronenaustauschterm. Dessen erfolgreiche Anwendung auf die isoelektronischen Sequenzen von He und des Hooke-Atoms, sowie dazwischenliegende Systeme werden ebenso dargestellt, wie die Applikation auf lineare Potentiale und homogene Powerpotentiale.