密度泛函理论中的定域与非定域误差及其对带隙预测的影响

通过对分数电荷总能量的分析，解释了带隙问题及其他近似泛函的系统性失效。有限系统中偏离正确的内禀线性行为会导致大体系或体相系统中出现非定域误差和定域误差。对于分数电荷能量呈凸性的泛函（如 LDA），由于非定域误差，其在体相极限下表现出错误的表观线性。同样，由于定域误差和强加的对称性，凹性泛函在体相计算中也表现出错误的表观线性。这一发现解决了一个重要的悖论，并为从 DFT 获得精确带隙开辟了可能性。