第二性密度泛函理论向时间域的扩展

我们提出了将第二性密度泛函理论（SPDFT）方法扩展到进行时序模拟的方案。我们的方法通过求解密度矩阵在实时和实空间中的演化方程（Liouville-von Neumann 方程），允许使用非常有限的计算平台来确定非常大的系统（涉及数万个原子）的光学和传输性质。与其他方法不同，我们表明SPDFT 可用于各种材料，包括金属和绝缘体。特别地，我们通过获得 SrTiO$_3$、金刚石和金属锂的光谱来说明了其能力。在SrTiO$_3$ 的SPDFT结果与使用线性扰动理论的DFT结果相当，但我们在金刚石和金属锂方面观察到该方法在两个方面都有显著的改进。在金刚石中，密度矩阵演化期间包含的电子-电子相互作用使得光谱更接近于博尔-萨尔帕方程的结果，而不仅仅是扰动理论。在锂中，时序SPDFT不仅预测跨带跃迁，还预测 Drude 峰，为对运输性质进行细致的 ab initio 研究开辟了可能性，超越了许多常用近似方法。