N° 382-383 février-mars 2014

Décrire la structure électronique avec des fonctionnelles de la densité

Pagination : 22-28
Sous-thème : Développements méthodologiques
Mots-clés : Densité, fonctionnelle, DFT, énergie, méthode, chimie quantique, chimie théorique.
FR | EN

Représentation de la molécule de dihydrogène H2 en chimie (à gauche) et en mécanique quantique (à droite). L’image de droite est une superposition d’« instantanés » montrant les électrons dans mille molécules de H2.

Récompensée par un prix Nobel attribué à Walter Kohn en 1998, la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) est une méthode de chimie quantique qui connaît un essor spectaculaire depuis une vingtaine d’années. En 2012, elle a été l’objet de plus de 10 000 publications, dont une part importante concerne des applications en lien avec les expérimentateurs dans des domaines de recherche très variés.

Cet article expose tout d’abord les fondements théoriques de cette méthode, en particulier dans l’approche dite de Kohn-Sham, puis il présente les différents niveaux d’approximations possibles pour l’élément clé de cette méthode : la fonctionnelle, et donne un aperçu de leurs succès et de leurs limites, dont le dépassement fait toujours l’objet d’une recherche active.