Kohn-Sham密度泛函理论中基于复Stiefel流形的直接最小化：用于有限系统和延拓系统
计算物理
2025-04-02 v3
摘要
本文提出了一种在复Stiefel流形上进行直接最小化的方法，用于Kohn-Sham密度泛函理论，以统一处理有限系统和延拓系统。该表述特别适用于 straightforward迭代对角化变得具有挑战性的情形，尤其是在阿普鲍夫原理不可用的场景下。我们给出该方法的理论基础和数值实现，具体包括在局部非正交基集中的Riemannian共轭梯度（RCG）以及Riemannian Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno（RBFGS）方法。广泛的测试比较了所提方法的性能，结果表明准Newton方法更为高效。然而，对于延拓系统，计算时间随着k点数量的增长而呈现快速上升趋势。
引用
@article{arxiv.2412.18807,
title = {Direct minimization on the complex Stiefel manifold in Kohn-Sham density functional theory for finite and extended systems},
author = {Kai Luo and Tingguang Wang and Xinguo Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18807},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 5 figures