半局域与杂化泛函的局限性：我们从表面科学研究中学到了什么
材料科学
2011-12-30 v2
摘要
本文研究了 CO 在后过渡金属 (111) 表面（Ru, Rh, Pd, Ag, Os, Ir 和 Pt）上的吸附，考虑了顶位和空位吸附。所应用的泛函包括梯度修正的 PBE 和 BLYP 泛函，以及相应的杂化 Hartree-Fock 密度泛函 HSE 和 B3LYP。我们发现，基于 PBE 的杂化泛函（特别是 HSE）除 Pt 外，在所有考虑的金属上均给出了正确的吸附位序，但与实验相比也显著高估了吸附能。另一方面，半局域 BLYP 泛函及其相应的杂化泛函 B3LYP 对所有表面均给出了非常令人满意的吸附能和正确的吸附位。因此，我们面临着一个普罗克鲁斯忒斯难题：B3LYP 和 BLYP 泛函似乎是描述金属表面吸附的整体最佳选择，但它们同时无法很好地解释金属本身的性质，极大地高估了平衡体积并低估了原子化能。基于这些观察，我们对各种半局域和杂化泛函的相对优缺点得出了普遍结论。讨论内容包括专门针对体相性质和表面能优化的 PBE 泛函修订版 (PBEsol)、专门针对预测精确吸附能优化的 PBE 泛函修订版 (rPBE)，以及前述的 BLYP 泛函。我们得出结论，没有任何半局域泛函能够正确描述所有方面，而包含非局域交换也只能改善某些性质，却会使其他性质恶化。
引用
@article{arxiv.0805.1532,
title = {The shortcomings of semi-local and hybrid functionals: what we can learn from surface science studies},
author = {A. Stroppa and G. Kresse},
journal= {arXiv preprint arXiv:0805.1532},
year = {2011}
}
备注
12 pages, 6 figures; to be published in New Journal of Physics