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SOLUÇÃO DA EQUAÇÃO DE SCHRÖDINGER
O método que utilizamos para calcular os níveis eletrônicos desse sistema consiste inicialmente em resolver a equação de Schrödinger dependente do tempo através do uso da técnica chamada Split Operator, que iremos detalhar. Esse método foi usados inicialmente em dinâmica molecular e foi posteriormente adaptado para uso na matéria condensada. Este método consiste em se resolver a equação de Schrödinger dependente do tempo, escrita da forma a seguir
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Cuja solução é dada por Como o Hamiltoniano não depende do tempo O método Split-Operator consiste na quebra do operador exponencial acima na forma mostrada abaixo
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Com esta aproximação introduz-se um erro da ordem de dt3 devido à não comutatividade entre os operadores energia cinética e potencial. Eq. ( 1 ) e finalmente,
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Devemos aplicar uma componente de cada vez. Chamando
o operador energia cinética poderá ser escrito como O erro cometido é de ordem 3 Eq. ( 2 )
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Substituindo a Equação (2) na Equação (1)
Vamos reescrever a equação acima chamando Eq. ( 3 )
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O lado direito da Equação (3) é conhecido, e desejamos calcular (z,t +dt) através do algorítimo de Thomas usando o esquema de diferenças finitas não-uniforme (EDFNU). Para isso vamos escrever a derivada segunda no EDFNU Eq. ( 4 ) Substituindo a Equação (4) na Equação (3) ficamos com
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Em notação matricial
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Resolvemos agora um sistema linear cuja matriz associada é uma matriz tridiagonal. Para resolver este sistema (A.x = b) vamos usar o algorítmo de Thomas. e finalmente,
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