Oct 20, 2019   10:43 a.m. Vendelín
Academic information system

Summary of topics offered - Department of Inorganic Chemistry (IICTM FCFT)


Basic information

Type of work: Dissertation thesis
Topic: Teoretické štúdium spinových prechodov v komplexoch Hoffmannovho typu
Title of topic in English: Theoretical study of spin crossover in Hoffmann-type complexes
State of topic: approved (prof. Ing. Marian Koman, DrSc. - Chairperson of Departmental Board)
Thesis supervisor: Ing. Ján Pavlik, PhD.
Faculty: Faculty of Chemical and Food Technology
Supervising department: Department of Inorganic Chemistry - IICTM FCFT
Max. no. of students: 1
Academic year:2019/2020
Proposed by: Ing. Ján Pavlik, PhD.
Annotation: Štúdium spinových prechodov (angl. spin crossover, SCO), ktoré vznikajú v dôsledku bistability elektrónovej štruktúry v niektorých komplexoch prechodných prvkov, je atraktívnou oblasťou výskumu na pomedzí anorganickej chémie, materiálového inžinierstva a fyziky tuhej fázy. V súčasnosti sa stávajú dostupnými pokročilé výpočtové metódy, ktoré otvárajú dvere k lepšiemu pochopeniu javu SCO. Metódy DFT napríklad dovoľujú nahliadnuť do elektrónovej štruktúry molekúl, zväčša sú však limitované použitými aproximáciami akými sú nulová absolútna teplota alebo umiestnenie molekuly vo vákuu. Na druhej strane Monte-Carlo simulácie umožňujú opísať aj správanie makroskopického množstva častíc a pri nenulovej teplote, avšak vstupné parametre musia byť do modelu poskytnuté z experimentu alebo výpočtu. Cieľom navrhovanej témy dizertačnej práce je prispieť k integrácii dvoch spomenutých moderných výpočtových stratégií. Vhodným študijným objektom sú trojrozmerné polyméry Hoffmannovho typu, napríklad [Fe(pyrazine)Pt(CN)4]. Jeho materiálové vlastnosti sa dajú získať pomocou periodických DFT výpočtov využijúc pri tom možnosti výpočtového centra STU. Ich výsledky budú následne slúžiť ako vstup pre Monte-Carlo simulácie uskutočnené pomocou programu vyvíjaného na hostiteľskom pracovisku. Dizertant pri štúdiu nadobudne znalosti zo súčasnej teoretickej anorganickej chémie a stane sa schopným presadiť sa v kompetitívnom domácom i zahraničnom akademickom prostredí.
Annotation in English: An attractive research field between inorganic chemistry, materials engineering and solid state sciences is the study of spin crossover (SCO): a phenomenon arising due to the bistability of the electronic structure in certain transition metal complexes. Nowadays, it is becoming affordable to employ powerful computational methods to get deep insight into the phenomenon. While DFT allows to unravel the electronic structure of a molecular building block, it is often strongly limited to conditions like absolute zero temperature and vacuum. On the other hand, the stochastic Monte-Carlo simulation allows a useful description of the bulk behaviour of interacting molecules, that is, of cooperative systems, at finite temperature, however, paying the price of arbitrariness of input parameters. The topic of PhD study aims to contribute to the integration of these state-of-the-art theoretical approaches. For this purpose the modelling of simple 3D polymer systems like [Fe(pyrazine)Pt(CN)4] is appropriate. Periodic DFT methods can be used which are implemented in the available software at the High Performance Computing centre of Slovak University of technology (HPC). Outcomes of this study will serve as input for subsequent bulk Monte-Carlo modelling which will be realized with the help of a home-made program. The graduate will gain knowledge on the current computational inorganic chemistry which make him skilled for modern, highly competitive academic environment.



Limitations of the topic

To sign up for a topic it is necessary to fulfil one of the following restrictions

Restrictions by study
The table shows restrictions by study to which the student has to be enrolled in order to sign up for the given topic.

Programme
D-ANCH Inorganic Chemistry
D-ANCHxA Inorganic Chemistry