用于大体系密度泛函理论的精确近似及其在晶体固体缺陷中的应用
材料科学
2021-12-14 v1 数学物理
泛函分析
math.MP
摘要
本章介绍了 Kohn-Sham 密度泛函理论(DFT)的可控近似,其使得超大规模模拟成为可能。该工作受晶体固体中缺陷研究的推动,尽管相关思想亦可用于其他应用。核心思想是将 DFT 表述为密度算符上的极小化问题,并将空间与谱离散化为系统收敛的近似。这实现了高效且自适应的算法,无需额外建模即可按所需精度求解 DFT 方程,并针对非常大体系实现线性和亚线性标度。文中给出了基于此类近似的多种方法,并通过精选示例展示其数值性能。这些示例也为晶体固体中缺陷的力学与物理提供了重要见解。
引用
@article{arxiv.2112.06016,
title = {Accurate approximations of density functional theory for large systems with applications to defects in crystalline solids},
author = {Kaushik Bhattacharya and Vikram Gavini and Michael Ortiz and Mauricio Ponga and Phanish Suryanarayana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.06016},
year = {2021}
}