Kohn-Sham密度泛函理论在间断Galerkin框架下的自适应局部基组I：总能计算
数值分析
2015-05-27 v2 化学物理
计算物理
摘要
Kohn-Sham密度泛函理论是最广泛使用的电子结构理论之一。在赝势框架下，Kohn-Sham哈密顿量的均匀离散化通常导致每个原子需要大量基函数，以解析Kohn-Sham轨道在原子核周围的快速振荡。先前减少每个原子基函数数量的尝试包括使用原子轨道和类似对象，但原子轨道通常需要精细调谐才能达到高精度。我们提出了一种新颖的离散化方案，该方案自适应且系统地将Kohn-Sham轨道在原子核周围的快速振荡以及环境效应构建到基函数中。得到的基函数在实空间中是局域的，并且在全局域上是不连续的。连续的Kohn-Sham轨道和电子密度通过间断Galerkin（DG）框架从不连续基函数中评估。我们的方法是并行实现的，当前实现能够处理至少包含数千个原子的系统。数值算例表明，我们的方法可以用非常少的基函数（每个原子4到40个）达到非常高的精度（小于1meV）。
引用
@article{arxiv.1102.2520,
title = {Adaptive local basis set for Kohn-Sham density functional theory in a discontinuous Galerkin framework I: Total energy calculation},
author = {Lin Lin and Jianfeng Lu and Lexing Ying and E. Weinan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.2520},
year = {2015}
}