Van der Waals forces in density functional theory: perturbational long-range electron interaction corrections
远程交换和相关效应，负责目前使用的近似密度泛函在描述范德华力的失败，考虑到明确的分离后的电子-电子相互作用的哈密顿成短期和长期的组件。我们提出了一个“范围分离的混合”功能的基础上的局部密度近似的短程交换相关能，结合了长程精确的交换能。长程相关效应通过二阶微扰处理而增加。由此产生的方案是一般的，特别适合描述范德华络合物，如稀有气体二聚体。
2005-05-04 cond-mat.mtrl-sci
A simple, efficient, and general treatment of the singularities in Hartree-Fock and exact-exchange Kohn-Sham methods for solids
本文提出了一种处理周期固体精确交换（EXX）Kohn-Sham或Hartree-Fock（HF）方法中可积奇异项的一般方法。我们表明，治疗这些分歧的奇异性校正仅取决于总数和位置的k点和晶格矢量，特别是晶胞体积，但不对特定位置的原子内的晶胞。这里提出的方法来处理的奇异性构成了一个稳定的，简单的实施，和一般的计划，可以应用到系统的任意晶格参数内的EXX科恩-沙姆或HF形式主义。我们适用于一个典型的对称结构，金刚石，和一个更一般的结构，反式聚乙炔的奇异性校正。我们考虑的体积优化和k点收敛的奇异性校正的效果。虽然奇点修正明显取决于k点的总数，但它对k点的特定排列的选择的依赖性非常小。
2007-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Parametrization of the Tkatchenko-Scheffler dispersion correction scheme for popular exchange-correlation density functionals: effect on the description of liquid water
我们提出了一个优化的阻尼范围参数$s_R$的列表，用于Tkatchenko-Scheffler范德华色散校正方案[物理评论快报。102，073005（2009）]。对PBE、RPBE、revPBE、PBESol、BLYP、AM 05和PW 91等7种常用的广义梯度近似交换相关密度泛函，得到了最优的$s_R$.通过最小化S22测试集的平均绝对误差以标准方式进行优化，其中参考相互作用能取自耦合簇计算。与优化的范围参数，我们评估这些泛函的能力，以准确地描述液态水的结构和热力学性质的范德瓦尔斯修正的影响：径向分布函数，自扩散系数和标准摩尔熵。
2017-04-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Adjacent Pairs Exchange correction to the Random Phase Approximation
随机相位近似（RPA）是广泛采用的后Hartree-Fock或DFT方法，如果从虚时间传播子计算，则能够以时间上的$\mathcal O(N^3)$和存储器中的$\mathcal O(N^2)$的相对低的成本捕获范德华相互作用和其他动态相关效应。然而，由于它忽略了反对称化RPA是有偏见的，高估了相关能和键长一般。二阶屏蔽交换通过反对称化一个库仑相互作用提供了改进，但是它在时间上以$\mathcal O(N^5)$为代价，在存储器上以$\mathcal O(N^4)$为代价，因为它必须从直接环耦合簇双（drCCD）振幅计算。我们提出了一种图解方法，交换相邻的RPA图对-因此它的名字-提供类似的准确性，但只有$\mathcal O(N^2)$的内存要求。该校正是从虚时间传播子计算的，类似于高效的RPA实现。它可以在动量空间中以$\mathcal O(N^5)$步骤或在实空间中以$\mathcal O(N^4)$步骤计算。它改进了SOSEX在低密度的均匀电子气，其中相关效应更强，在固体中的晶格常数的第一次计算是在极好的协议与实验。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Universal correction for the Becke-Johnson exchange potential
Becke-Johnson交换势[J.Chem.Phys.124，221101（2006）]已成功用于密度泛函理论内的电子结构计算。然而，在具有非库仑外部电势的系统中，或者在存在外部磁场或电场的情况下，电势的原始形式可能会显著地失效。在这里，我们通过（i）加强规范不变性和（ii）使其对任何单电子系统都是精确的，对贝克-约翰逊近似提供了一个与系统无关的修正。由此产生的近似，然后更好地设计处理载流状态，并恢复正确的渐近行为的系统与任何数量的电子。对所得到的校正交换势的测试表明，对于电场中的氢链和磁场中的四电子谐振子，结果非常好。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Towards an exact treatment of exchange and correlation in materials: Application to the "CO adsorption puzzle" and other systems
结果表明，目前的交换相关（xc）泛函的误差是相当短的范围。因此，对于扩展系统，可以通过分析适当选择的簇并采用最高质量的量子化学方法来评估校正。xc校正迅速接近一个普遍的依赖与集群大小。该方法适用于体系统以及体中和表面处的缺陷。它在这里被证明为CO吸附在过渡金属表面，其中目前的XC泛函显着无法预测正确的吸附位点，并为晶体体的内聚能。
2007-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Local vertex corrections from exchange-correlation kernels with a discontinuity
多电子相互作用系统的基本能隙由单粒子Kohn-Sham能隙和导数间断之和给出。后者可以通过对交换相关（XC）能量的高级近似来产生，并且是用密度泛函理论（DFT）捕获强相关的关键量。在这项工作中，我们推导出一个表达式的衍生物不连续的XC内核的依赖于时间的密度泛函理论，并证明了至关重要的作用，不连续的XC内核本身。通过将近似XC核与近似局部顶点校正相关联，然后生成超越GW的自能，该自能包括局部顶点函数中的不连续性。这一结果的定量的重要性说明了模型系统的局部交换顶点的数值研究。
2018-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Exchange self-energy and vertex corrections to static screening in the two-dimensional electron gas
University of Maryland（马里兰大学）
该论文解析计算了二维电子气静态屏蔽的交换自能和顶点修正，发现其和有限并重整化Thomas-Fermi波矢，将Kohn扭结变为双侧峰，增强Friedel振荡，并讨论了对Kohn-Luttinger配对的影响。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange interactions in itinerant magnets: the effects of local particle-hole irreducible vertex corrections and SU(2) symmetry of Hund interaction
本研究通过DFT+DMFT方法结合密度-密度和SU(2)对称库仑相互作用，分析铁和镍中交换相互作用的局域ph不可约顶点修正影响，发现其对弱 itinerant磁体（如镍）更关键，且两种库仑相互作用结果差异小。
2025-08-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A shortcut to gradient-corrected magnon dispersion: exchange-only case
铁磁材料中磁振子色散的从头计算通常依赖于绝热局域密度近似（ALDA），其中有效的交换相关场处处平行于磁化强度。然而，这些计算往往高估了“磁振子刚度”，定义为在零波矢量处评估的磁振子频率与波矢量关系的曲率。在这里，我们提出了一个简单的程序，以改善磁振子色散考虑到梯度修正的ALDA在交换只的水平。我们发现，这种梯度校正总是降低磁振子刚度。令人惊讶的大尺寸的这些修正（$\sim 30\%$）大大提高了钴和镍的计算和观察到的磁振子刚度之间的一致性，这是已知的被高估的ALDA。
2018-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First Principles Heisenberg Models of 2D magnetic materials: The Importance of Quantum Corrections to the Exchange Coupling
磁性材料通常用海森堡模型来描述，当与第一性原理计算结合时，海森堡模型提供了对热力学性质的准确描述。这种方法通常基于密度泛函理论和经典海森堡模型之间的能量映射。然而，对于二维系统，海森堡模型的本征能可能与经典近似有很大不同，这导致交换参数的修正表达式。在这里，我们表明，密度泛函理论产生的本地磁矩是根据强相关的海森堡哈密顿反铁磁本征态。这意味着密度泛函理论提供了一个符合该模型的量子力学本征态的描述。然后，我们提供了交换参数的表达式的基础上适当的本征态映射到海森堡模型，并发现它们通常减少了10%相比，一个经典的分析。最后，我们计算了先前预测的一组二维铁磁绝缘体的磁有序的临界温度的修正，并发现，包括量子效应可能会减少预测的临界温度高达7%。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Asymptotic Correction Schemes for Semilocal Exchange-Correlation Functionals
针对传统的半局部交换相关密度泛函在有限系统中存在的不正确的渐近行为，提出了一种渐近修正方案，其中一个泛函导数具有正确的（-1/r）渐近点的交换密度泛函可以直接加到任何半局部密度泛函上.与半局域近似相比，我们得到的倒易空间中的交换核在q -> 0时表现出O（-1/q^2）型的理想奇异性，这是描述非金属固体中激子效应的必要特征。通过将该方案应用于流行的半局部密度泛函PBE [JP Perdew，K.伯克，和M。恩泽霍夫，《物理评论快报》77，3865（1996）]，对渐近线敏感的性质的预测显著提高，而对渐近线不敏感的性质的预测基本上保持与PBE相同。相对于流行的模型XC势方案，我们的计划是显着优越的基态能量和相关性质。此外，在不损失精度的情况下，开发了两个密切相关的计划，用于有效地处理大型系统。
2013-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Pressure Correction in Density Functional Theory Calculations
基于密度泛函理论的第一性原理计算已广泛应用于成土物质的结构、热弹性、流变和电子性质的研究。然而，交换相关项是基于各种近似实现的，这被认为是实验和理论预测之间存在差异的主要原因。在这项工作中，通过使用方镁石MgO作为原型系统，我们研究的压力和Kohn-Sham能量的差异，是由于交换相关功能的选择。例如，我们选择了局部密度近似和广义梯度近似。我们在不同的温度和体积下进行了广泛的第一性原理计算，发现基于交换相关的Kohn-Sham能量和压力的差异应该与温度无关。这意味着，由特定选择的交换相关泛函估计的物理量，如状态方程、热容和格吕奈森参数，可以很容易地转换为由另一个交换相关泛函估计的物理量。我们的研究结果可能有助于在与地球深部相容的热力学条件下对矿物性质提供有用的约束。在地球深处的热力学条件下。
2008-11-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.geo-ph
Exact and approximate relations for the spin-dependence of the exchange energy in high magnetic fields
外磁场中任意共线自旋多体系统的交换能是自旋分辨电荷和电流密度$E_x[n_{\uparrow},n_{\downarrow},j_{\uparrow},j_{\downarrow}]$的函数。在密度泛函理论（DFT）的框架内，我们证明了该泛函对四种密度的依赖性可以从两个极限中的任意一个完全重构：完全极化系统或完全非极化系统.从非极化系统的极限重构得到了从自旋DFT到电流DFT的Oliver-Perdew自旋标度关系的推广。从一个完全极化系统的极限重建是用来获得高场形式的局部自旋密度近似电流DFT和磁场DFT。
2008-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
