SCDM-k：通过密度矩阵选定列构建固体的定域轨道
计算物理
2016-10-10 v2 化学物理
摘要
近期发展的密度矩阵选定列（SCDM）方法[J. Chem. Theory Comput. 11, 1463, 2015]是一种简单、鲁棒、高效且高度可并行化的方法，用于在布里渊区Γ点采样下，为绝缘体和半导体的离域Kohn-Sham轨道构建定域轨道。本工作中，我们将SCDM方法推广到布里渊区k点采样的Kohn-Sham密度泛函理论计算，这是更一般的固体电子结构计算所必需的。我们证明，这种称为SCDM-k的新方法在构造上具有规范不变性，是描述定域轨道的一种自然方式。SCDM-k无需使用优化过程即可计算定域轨道，因此不会陷入局部极小值。此外，使用SCDM-k构建正交定域轨道的计算复杂度为O(N log N)，其中N是布里渊区中k点的总数。因此，即使使用大量k点进行布里渊区采样，SCDM-k依然高效。我们利用二维和三维模型势系统展示了SCDM-k的数值性能。
引用
@article{arxiv.1507.03354,
title = {SCDM-k: Localized orbitals for solids via selected columns of the density matrix},
author = {Anil Damle and Lin Lin and Lexing Ying},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.03354},
year = {2016}
}
备注
25 pages, 7 figures; added more background sections, clarified presentation of the algorithm, revised the presentation of previous work, added a more high level overview of the new algorithm, and mildly clarified the presentation of the results (there were no changes to the numerical results themselves)