密度泛函理论中近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）的高效模拟：核心能级约束方法的比较
化学物理
2019-02-14 v1 材料科学
摘要
广泛使用的近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）光谱通过将核心电子激发至未占据态来探测体系。有多种不同的方法可从第一性原理模拟相应光谱。基态密度泛函理论（DFT）中的核心能级占据约束是为此目的数值上最高效的手段，可处理大体系，例如表面吸附、蛋白质、聚合物、液体以及埋藏的凝聚相界面（如固-液和固-固）。在此，我们通过模拟一组含碳和含氮有机分子的K边NEXAFS光谱，系统研究这一近似方法不同实现方式的性能。变分坍缩至基态和振荡收敛是这些近似计算协议的主要困难。我们提出最大重叠方法的改进版本，以在因简并导致收敛受阻的体系中实现电子在虚态中的自洽包含。我们的结果表明，在密度泛函的半局域水平和标准数值原子轨道基组下，已能获得允许对实验数据进行半定量分析的可靠光谱。
引用
@article{arxiv.1902.04906,
title = {Efficient Simulation of Near-Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS) in Density-Functional Theory: Comparison of Core-Level Constraining Approaches},
author = {Georg S. Michelitsch and Karsten Reuter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.04906},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 10 figures, The following article has been accepted by The Journal of Chemical Physics. After it is published, it will be found at https://dx.doi.org/10.1063/1.5083618