通过轨道平均和阿普鲍夫积分推导的交换-关联势能和能量密度
化学物理
2025-04-30 v1
摘要
我们推导了针对整数和分数电子计数的交换-关联势能 vxc 和能量密度 exc，这通过轨道平均 Kohn-Sham 逆求解程序实现。逆求解的参考密度来自于 Slater 轨道基底下的完全配置相互作用。轨道平均势能准确地捕捉了 vxc 的关键特征，包括其在 r 上的负的 1/r 衰减以及与整数电子跃迁相关的阶梯势能。通过阿普鲍夫路径积分产生能量密度。能量密度与总 Exc 值达到良好一致性。通过提供包括 vxc、exc 和阶梯贡献在内的完全配置相互作用推导的 Kohn-Sham 量，此工作流程可在保持波函数水平精度的同时，实现密度泛函理论计算效率，为改进 XC 泛函的开发提供了工具。
引用
@article{arxiv.2502.10262,
title = {Exchange-Correlation Potentials and Energy Densities through Orbital Averaging and Aufbau Integration},
author = {Vaibhav Khanna and Bikash Kanungo and Jeffrey Hatch and Joshua Kammeraad and Paul M. Zimmerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.10262},
year = {2025}
}