密度泛函理论中的曲率与前轨道能量
其他凝聚态物理
2015-03-13 v1 强关联电子
摘要
Perdew 等人 [Phys. Rev. Lett 49, 1691 (1982)] 发现并证明了精确 Kohn-Sham 密度泛函理论 (DFT) 的两个不同性质：(i) 精确总能量随粒子数的变化在整数电子点之间呈一系列线性段；(ii) 跨越整数电子数时，交换关联势可能会发生一个常数“跳跃”，称为导数不连续性 (DD)。在此，我们解析地表明，在 DFT 的原始 formulation 和广义 Kohn-Sham formulation 中，这两者实际上是同一事物的两面。缺乏导数不连续性必然导致偏离分段线性，而后者可用于修正前者，从而恢复轨道能量的物理意义。通过对选定小分子的研究，我们表明这为任何底层泛函（包括半局域和杂化泛函以及 Hartree-Fock 理论）提供了一种简单的修正方案，暗示了对 DFT 著名的带隙问题的实用修正。此外，我们表明最优调谐的程分离杂化泛函可以内在地最小化 DD 和曲率，因此无需修正，并表明这可作为新型调谐策略的坚实理论基础。
引用
@article{arxiv.1208.1496,
title = {Curvature and frontier orbital energies in density functional theory},
author = {Tamar Stein and Jochen Autschbach and Niranjan Govind and Leeor Kronik and Roi Baer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.1496},
year = {2015}
}