SPARC-atomSFE：用于密度泛函理论中原子结构计算的谱有限元软件包

我们提出了 SPARC-atomSFE，一个在 Kohn-Sham 密度泛函理论框架下进行准确且高效原子结构计算的谱有限元软件包。该软件包支持全电子和模守恒赝势计算，涵盖全面的交换关联近似层级，包括局域、半局域和非局域泛函。后者包括杂化泛函和多体随机相近似，对此我们实现了广义 Kohn-Sham 方法和优化有效势（OEP）方法，其中 OEP 对于依赖本征值的泛函是必需的。空间离散化基于自适应网格，其单元节点根据 Legendre--Gauss--Lobatto 方案分布，采用高阶 $C^{0}$ 连续 Lagrange 多项式基函数，并使用 Gauss--Legendre 求积进行数值积分。我们给出了系统的收敛性研究，并确定了达到目标精度所需的计算参数。我们通过涵盖各种交换关联近似的代表性计算验证了 SPARC-atomSFE 的准确性，获得的结果通常与文献值的一致性在 $1~\mu\text{Ha}$ 或更优范围内。