双分量GW计算：立方标度实现及含顶点修正与部分自洽GW变体的比较
化学物理
2023-09-11 v2
摘要
我们报道了基于全电子、原子轨道（AO）的双分量（2C）GW近似（GWA）在闭壳层分子中的实现。我们的算法基于GWA的时空表述，使用自能的解析延拓，以及成对原子密度拟合（PADF）在AO基组和辅助基组之间切换。通过在准单分量水平上计算GW自能的动力学贡献，我们的2C GW算法仅比标量相对论情形慢约二到三倍。此外，我们给出了自能最简单顶点修正——静态屏蔽G3W2修正的2C实现。使用我们的实现计算含重元素的67个分子（SOC81子集）的第一电离势，并与WEST程序的结果比较，对于G_0W_0@PBE和G_0W_0@PBE0，平均绝对偏差约为70 meV。这些偏差很可能源于两种实现的技术差异，最显著的是使用了不同的基组、赝势近似、自能频率依赖性的不同处理以及2C哈密顿量的选择。最后，我们通过与垂直实验参考值比较，评估了GWA的一些（部分自洽）变体在计算第一电离势时的表现。G_0W_0PBE0（25%精确交换）和G_0W_0BHLYP（50%精确交换）表现最佳，平均绝对偏差（MAD）约为200 meV。仅本征值自洽GW（evGW）和准粒子自洽GW（qsGW）显著高估了电离势。微扰G3W2修正改善了G_0W_0单独低估电离势情形下的与实验的一致性。2C-G_0W_0PBE0 + G3W2的MAD仅为140 meV，与实验参考值吻合最好。
引用
@article{arxiv.2303.09979,
title = {Two-component $GW$ calculations: Cubic scaling implementation and comparison of vertex corrected and partially self-consistent $GW$ variants},
author = {Arno Förster and Erik van Lenthe and Edoardo Spadetto and Lucas Visscher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.09979},
year = {2023}
}
备注
Version with recalculated results due to a bug in the code with which the original results where produced