球形凝胶中嵌入简单杂质：密度泛函理论近似与量子蒙特卡洛基准的比较
材料科学
2015-05-20 v2 强关联电子
摘要
我们研究了存在中心高斯杂质时球形凝胶的电子结构。我们测试了密度泛函理论(DFT)的几种近似在多大程度上再现了超出球形凝胶的由此产生的非均匀性效应。我们将Perdew DFT泛函梯度的四个层级，即局域密度近似(LDA)、广义梯度近似(GGA)、meta-GGA和轨道依赖的杂化泛函，与我们的量子蒙特卡洛(QMC)基准进行了比较。我们识别出当电子占据在离域态和局域态之间变化时，系统基态中的几个不同转变。我们考察了实际密度()和中等深度高斯杂质()的参数空间。选定的18电子系统(具有闭壳层基态)呈现转变，而30电子系统(具有开壳层基态)呈现转变。对于前者系统，转变的准确性随着泛函复杂度的提高而明显改善，其中meta-GGA和杂化泛函与QMC的偏差很小。然而，对于后者系统，我们发现我们的DFT泛函集合与QMC之间在基础转变上存在更大的差异。我们将此失败归因于这些泛函中对精确交换的处理。此外，我们通过创建具有球壳的系统来放大非均匀性效应，这导致DFT近似中的误差更大。
引用
@article{arxiv.1101.0102,
title = {Simple Impurity Embedded in a Spherical Jellium: Approximations of Density Functional Theory compared to Quantum Monte Carlo Benchmarks},
author = {Michal Bajdich and Paul R. C. Kent and Jeongnim Kim and Fernando A. Reboredo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.0102},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 4 figures, submitted to PRB as a regular article revisited version after review