An efficient implementation of second quantization-based many-body methods for electrons and its application to coupled-cluster with arbitrary excitation level [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Anna Engels-Putzka

An Efficient Implementation of SecondQuantization-Based Many-Body Methodsfor Electrons and its Application toCoupled-Cluster with ArbitraryExcitation LevelInaugural-DissertationzurErlangungdesDoktorgradesderMathematisch-NaturwissenschaftlichenFakultat¨derUniversitat¨ zuKo¨lnvorgelegtvonAnnaEngels-Putzkageb. EngelsausSiegburgKo¨ln2009Berichterstatter: Prof. Dr. M.DolgProf. Dr. U.DeitersTagdermu¨ndlichenPru¨fung: 19.01.2010ContentsKurzzusammenfassung vAbstract vii1. Introduction 11.1. Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2. ScopeoftheThesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.3. TechnicalRemarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42. Theory 72.1. Foundations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.1. TheElectronicSchro¨dingerEquation. . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.2. TheHartree–FockMethod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.3. ElectronCorrelation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1.4. SizeConsistencyandSizeExtensivity . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2. Coupled-ClusterTheory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.1. SecondQuantization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.2. Single-ReferenceCoupled-Cluster . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.2.3. Multi-ReferenceCoupled-Cluster . . . . . . . . . . . . . . . . . .