The Projector Augmented Wave method in DFT calculations for periodic clay structures

Abstract

Denne avhandlingen inneholder en omfattende diskusjon ang˚aende plane bølgertilnærmingen til DFT-metoden for periodiske strukturer ved bruk av pseudopotensialer. Metodene vdW-DF og DFT-D er angitt som mulige alternativer for ˚a inkludere dispersjonseffekter i systemet. Den kvasi-Newtonske BFGS algoritmen er introdusert som en mulig metode for geometrioptimering. En innledende guide til to open-source programpakker for DFT-simuleringer, Quantum ESPRESSO og GPAW, blir presentert. Leiremineralet fluorhektoritt blir undersøkt som et tema for periodisk modellering i Quantum ESPRESSO.

This thesis contains an extensive discussion regarding the plane wave approach to DFT calculations for periodic structures using pseudopotentials. The vdW-DF and DFT-D methods are suggested as options for the inclusion of dispersion effects in the system. The quasi-Newtonian BFGS algorithm is introduced as a possible method for geometry optimization. An introductory guide for the two open-source DFT simulation softwares Quantum ESPRESSO and GPAW is presented. The fluorohectorite clay mineral is investigated as a subject for periodic modeling in Quantum ESPRESSO.