Computing the structural and vibrational properties of polymorphic organic molecular crystals through van der Waals corrected density functional theory and the electronic properties of organic thin films through microelectrostatic calculations.

The present Thesis reports on the various research projects to which I have contributed during my PhD period, working with several research groups, and whose results have been communicated in a number of scientific publications. The main focus of my research activity was to learn, test, exploit and extend the recently developed vdW-DFT (van der Waals corrected Density Functional Theory) methods for computing the structural, vibrational and electronic properties of ordered molecular crystals from first principles. A secondary, and more recent, research activity has been the analysis with microelectrostatic methods of Molecular Dynamics (MD) simulations of disordered molecular systems. While only very unreliable methods based on empirical models were practically usable until a few years ago, accurate calculations of the crystal energy are now possible, thanks to very fast modern computers and to the excellent performance of the best vdW-DFT methods. Accurate energies are particularly important for describing organic molecular solids, since they often exhibit several alternative crystal structures (polymorphs), with very different packing arrangements but very small energy differences. Standard DFT methods do not describe the long-range electron correlations which give rise to the vdW interactions. Although weak, these interactions are extremely sensitive to the packing arrangement, and neglecting them used to be a problem. The calculations of reliable crystal structures and vibrational frequencies has been made possible only recently, thanks to development of some good representations of the vdW contribution to the energy (known as “vdW corrections”).

Idee, Natur, Geist. Schellings allgemeine Ontologie des Wirklichen nach der "Darstellung des Naturprocesses" von 1843/44

Ziel dieser Dissertation ist es, die grundlegenden philosophisch-theoretischen Implikationen von Schellings letzter systematischer Darlegung seiner Naturphilosophie nach dem Berliner Textfragment von 1843/44, der “Darstellung des Naturprocesses”, zu untersuchen. Angesichts der sich zwischen den 1830 und den 1860 Jahren in Berlin abzeichnenden neuen intellektuellen Tendenzen und der Entwicklungen in den Naturwissenschaften legt Schelling hier die Grundlagen für eine allgemeine Ontologie des Wirklichen in kritischer Auseinandersetzung mit Kants transzendentalem Idealismus. Innerhalb des systematischen Horizonts der "apriorischen Vernunftwissenschaft" oder "negativen Philosophie" stellt er im ersten Teil seines Werkes die Prinzipien fest, die die „Idee des Existierenden“ ausmachen, und beschreibt die rationale Operation, die durchgeführt werden muss, um zum Gedanken einer „Welt außer der Idee“ zu gelangen. Die philosophisch-systematischen Annahmen, die mit dem Übergang von der bloßen Idee des Existierenden zum Gedanken der außeridealen Welt verbunden sind, werden im ersten Kapitel dieser Dissertation untersucht. Im zweiten Teil seines Werkes definiert Schelling durch eine detaillierte Analyse von Kants Transzendentalen Ästhetik den Raum als diejenige Form, in der uns die Existenzen als voneinander getrennt vorstellen lassen. Obwohl der Zeitbegriff von Schelling nur am Rande behandelt wird, trägt er zusammen mit dem Raum dazu bei, die erste ontologische Grundstruktur der außeridealen Welt zu definieren. Die Analyse von Schellings Konzeption der raumzeitlichen Grundstruktur der außeridealen Welt stellt das Thema des zweiten Kapitels dieser Dissertation dar. Schließlich bestimmt Schelling im dritten Teil seines Werkes die Finalität als diejenige Kausalitätsform, die es ermöglicht, die außerideale Welt als einen werdenden Kontext zu verstehen, dessen Entwicklungsstufen die siderische Welt, die unorganische Welt und die organische Welt sind. Die Schelling‘sche Definition der Teleologie der Natur als zweite ontologische Grundstruktur der außeridealen Welt ist das Thema des dritten Kapitels dieser Dissertation.