非紧致共价键电子局域化：r2SCAN+V 方法的研究
材料科学
2025-10-21 v1 计算物理
摘要
在密度泛函理论中，SCAN（Strongly Constrained and Appropriately Normed）和 r2SCAN 功能器件在预测电子、磁性和结构属性方面显著优于如 PBE（Perdew-Burke-Ernzerhof）等广义梯度近似功能器件，适用于包括过渡金属化合物在内的 various 材料。然而，在预测石墨烯能带结构、Fe 磁矩、Cr2 分子势能曲线以及 VO2 键长时，SCAN 和 r2SCAN 仍存在表现不佳的困惑现象。本研究识别出这些具有挑战性的材料之间的一种共同特征：通过 s-s、p-p 或 d-d 电子杂化形成的非紧致共价键。虽然 SCAN 和 r2SCAN 在捕捉局部原子位点的电子局域化方面表现出色，但在描述非紧致共价键中的电子局域化时却难以准确捕捉，从而导致偏向性的改进。为解决此问题，本文提出了一种实用的 r2SCAN+V 方法，旨在提高所有测试材料的准确性。参数 V 在金属 Fe 中为 4 eV，但在其他情况下显著降低。我们的发现为未来发展高级功能器件提供了宝贵的见解。
引用
@article{arxiv.2510.16348,
title = {Electron Localization in Non-Compact Covalent Bonds Captured by the r2SCAN+V Approach},
author = {Yubo Zhang and Da Ke and Rohan Maniar and Timo Lebeda and Peihong Zhang and Jianwei Sun and John P. Perdew},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.16348},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 6 figures