自动生成密度修正辅助基组：面向全元素 Dirac-Kohn-Sham 计算
化学物理
2025-06-19 v1
摘要
本研究提出了一种通用工作流程，可自动为周期表中所有元素（从 H 到 Og）生成辅助密度基组，从而促进相对论性 Dirac-Kohn-Sham 计算的普适适用性。这是实现对含重元素的分子中相对论效应（包括自旋轨道耦合）精确描述的重要工具，这些效应在从催化到量子技术等多个领域都至关重要。该自动生成算法基于一个等指数方案，灵感来自 P. Calamicini 等人于 2007 年发表于 J. Chem. Phys. 的工作（第 126 卷，第 7077 页），该工作在 GGA 近似下的非相对论 DFT 计算中生成了辅助基组。本算法使用来自主要相对论旋子基组（指数和角动量值）的基本信息，并包含一种简单策略来考虑重元素和超重元素的电子的高角动量。本文开发的工作流程使我们能够对约 300 种代表周期表所有族和周期的分子进行大规模自动测试，以验证辅助基组的准确性。结果表明，我们的辅助基组实现了高精度，库仑能量误差仅为几微哈能，这与非相对论密度修正中的误差水平相同。本文开发的自动工作流程具有普适性，可用于未来优化包含精确交换的辅助基组。后者将是准确描述含重元素分子系统中光谱性质和自旋动力学的关键步骤。
引用
@article{arxiv.2506.15631,
title = {Automatic generation of density fitting auxiliary basis sets for all electron Dirac-Kohn-Sham calculations},
author = {Nicolo' Antonini and Enrico Ronca and Loriano Storchi and Leonardo Belpassi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15631},
year = {2025}
}