应用于金属表面的 Kohn-Sham 交换势的半局域近似

在密度泛函理论（DFT）框架下通常使用的几种半局域交换势被测试并与它们的精确对应物——交换优化有效势（OEP）——进行比较，应用于金属-真空界面的 jelly 板模型。受其对基态密度、其梯度及其动能密度的显式依赖驱动，所分析的三种半局域交换势比 OEP 情况更快地逼近各自的渐近极限，它们都具有形式为 $-\alpha\,e^2/z + V_{\infty}$ 的渐近标度，其中 $\alpha < 1$。此处我们给出所研究三种模型势的主导解析渐近行为，并且发现它们都不表现出精确的 OEP 板渐近式 $-\;e^2/z$。虽然所谓的 Becke-Roussel 势的主导渐近式接近其精确的 OEP 对应物，但所研究的另外两种模型势在远至真空深处逼近一个依赖于材料的正常数，导致电离势被显著高估。