Long-range interactions, which are missing in density functional theory due to the local nature of the functionals used in the calculations, are challenging to deal with accurately and computationally. In this thesis, two different methods to approximate dispersion correction is proposed and tested. We present a charge model for atom-in-molecules which estimates partial charges, dipoles and dipole polarizabilities respectively. Their first hand calculations manifest existence of enough arguments to compute dispersion coefficients. That approach requires no partitioning on electron density and is shown to be sourced by the essence of difference in electronegativities and besides valid for diatomic systems as well as polyatomics. Finally, we present a damping function for dispersion correction schemes called linear soft damping (lsd), based on the analysis of current damping functions and energetics of dispersion corrections. This function damps the asymptotic curve more softly than existing damping functions, attempting to minimize the usual overcorrection in dispersion energy and improve the description of the missing nonlocal correlation in semilocal density functionals. In addition, we demonstrate that lsd damping suffers less from overfitting problem than conventional damping functions, especially in the presence of an additional higher order correction term.
밀도범함수이론의 국소성 때문에 없어진 원거리 상호작용은, 계산적으로 정확하게 고려되기 어렵다. 본 학위논문에서는, 분산보정을 근사하기 위해 두가지 다른 방법론을 제안하고 시험해보았다. 부분전하, 쌍극자, 쌍극자 분극률을 계산하는 분자내의 원자에 대한 전하모델을 전개한다. 이 방법들을 통해 분산계수를 계산해낼 수 있었다. 이 접근은 전자 밀도를 분할할 필요가 없고, 전기음성도의 차이를 이용하고, 2원자 계 뿐만 아니라 다원자 계에서도 유효하다. 끝으로, 선형 유연 감쇠라는 분산보정을 위한 감쇠함수를, 기존의 감쇠함수와 분산보정의 에너지분포 분석에 기반하여 제안한다. 이 함수는 분산에너지를 과잉보정함을 최소화하고 준국소적 전자밀도범함수에서 고려되지 않는 부분을 개선하기 위해 점근적으로 기존 감쇠함수보다 느리게 감쇠한다. 또한, 선형 유연 감쇠 감쇄는 기존 감쇠함수보다 특히 추가적인 고차보정항이 있을 때 과최적화 문제가 덜함을 보였다.
