有限温度密度泛函理论与温热关联物质的当前问题

有限温度 DFT 已成为热点，部分原因是创造温热关联物质（WCM）新状态的能力不断增强。WCM 的子类包括温热稠密物质（WDM）、超快物质（UFM）和高能量密度物质（HEDM），它们包含电子（e）和离子（i）。在这些系统中，电子温度 $T_e$ 与电子费米能相当，存在强烈的 e-e、i-i 和 e-i 关联效应以及部分简并性。离子子系统可以是固态、液态或等离子体，具有多种电离态，电离电荷为 $Z_j$。离子温度 $T_i\ne T_e$ 的准平衡很常见。WCM 中的离子子系统不能再像在由固态理论或量子化学主导的 $T=0$ 密度泛函理论（DFT）中那样被视为被动的“外部势”。如果存在有限温度交换关联（XC）泛函，Hohenberg-Kohn-Mermin 理论可用于 WCM。它们是单电子体密度 $n_e$ 和单离子体密度 $\rho_j$ 的泛函。一种将量子电子近似而准确地映射为经典库仑气体的方法，使得人们可以在任意温度和任意自旋极化下完全经典地处理电子-离子系统，使用直接从对分布函数原位计算的交换关联效应。这消除了对任何 XC 泛函或使用玻恩-奥本海默近似的需要。该经典映射已被用于计算 WDM 系统的状态方程，并构建一个有限温度 XC 泛函，该泛函与最近的量子路径积分模拟数据高度吻合。本综述将介绍有限温度 DFT 中的当前进展与关注点，特别是在非相对论温热稠密物质和超快物质的背景下。