材料带隙密度泛函理论可靠预测方法
材料科学
2025-11-14 v1
摘要
本文考察了针对3D材料进行带隙计算优化的方法，样本为340种材料。考察的因素包括描述核心电子的赝势函数选择、平面波基组截断能以及布里渊区积分。发现采用降低质量布里渊区积分和截断能进行的节省成本计算，在PBE功能性算子下18%的材料，在PBE0下21%的材料会导致实验测得的误差超过0.1 eV。因此，不建议在通用应用中采用此类节省成本的方法。此外，发现当前在带隙计算中使用未优化网格进行布里渊区积分的做法，在PBE下16%的材料，在PBE0下23%的材料中不可靠。本文引入一种k空间优化方案，通过插值广泛的PBE结果，确定一种通用方法，该方法用于PBE0计算时，仅在研究的1.6%的材料中不足。
引用
@article{arxiv.2501.15811,
title = {Reliable Density Functional Theory Predictions of Bandgaps for Materials},
author = {Chenxi Lu and Musen Li and Michael J. Ford and Rika Kobayashi and Roger Amos and Jeffrey R. Reimers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15811},
year = {2025}
}