线性标度电子结构计算中作为廉价副产物的homo-lumo能隙附近多本征向量
计算物理
2019-09-27 v1
摘要
在这项工作中，我们提出并评估了 purify-shift-and-project 方法 [J. Chem. Phys. 128, 176101 (2008)] 的一种实现，用于线性标度计算 Fock/Kohn-Sham 矩阵 homo-lumo 能隙附近的多个本征向量。如果矩阵足够稀疏，递归多项式展开可实现线性标度的密度矩阵构建。然而，一个缺点是，与传统对角化方法相比，Fock/Kohn-Sham 矩阵的本征向量不易获得。在递归多项式展开的中间迭代中构造的尖锐多项式滤波器，增大了 homo-lumo 能隙附近特征值的相对分离度。计算得到的密度矩阵近似被用来投影掉谱中无趣的部分，使得感兴趣的特征值成为极值特征值，从而实现 Lanczos 本征求解器的快速收敛。我们在量子化学程序 Ergo [SoftwareX 7, 107 (2018)] 中实现了 purify-shift-and-project 算法。我们通过计算大规模系统在 homo-lumo 能隙附近的 30 个本征向量来说明该方法的性能。
引用
@article{arxiv.1909.11662,
title = {Multiple eigenvectors around the homo-lumo gap as a cheap by-product in linear scaling electronic structure calculations},
author = {Anastasia Kruchinina},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.11662},
year = {2019}
}