面向周期混合密度泛函理论的优化辅助函数：稳健消除有限尺寸误差
计算物理
2025-06-25 v1 化学物理
摘要
在计算周期系统的热力学极限（TDL）属性时，主要来源于长程库仑相互作用，可能表现为当用有限和近似表示在倒数空间中积分时出现的慢收敛误差。奇点减法（SS）方法提供了一种系统化的降低该数值误差从而减小 FSE 的方法。本文首先考察了 SS 方法在最简单情形下的性能，旨在通过减去以单个可调高斯辅助函数表示的库仑贡献来降低 TDL 中的 FSE。我们演示了一种简单的拟合方法可稳健估计最优高斯宽度，并实现对 TDL 的快速收敛。此外，我们提出了新的辅助函数形式，其最优参数也可通过最小二乘拟合确定。对于各种半导体和绝缘体，所提出的辅助函数在混合密度泛函理论计算中实现稳健、毫hlevel 级别的准确性，包括稀疏 k-网格和大基组的情况。
引用
@article{arxiv.2506.19157,
title = {Optimized auxiliary functions for robust mitigation of finite-size errors in periodic hybrid density functional theory},
author = {Stephen Jon Quiton and Juan D. F. Pottecher and Xin Xing and Martin Head-Gordon and Lin Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.19157},
year = {2025}
}
备注
44 pages, 19 figures (including supporting information)