Nonempirical Range-separated Hybrid Functionals for Solids and Molecules
介电相关的混合（DDH）泛函最近被证明可以产生精确的能隙和介电常数为各种各样的固体，在计算成本大大低于GW计算。在DDH泛函的定义中包含的精确交换的分数取决于（自洽）材料的介电常数。在这里，我们介绍了一个范围分离（RS）版本的DDH泛函中的短和长范围的组件匹配使用系统相关的，非经验的参数。我们表明，RS DDHS产生准确的电子性质的无机和有机固体，包括能隙和绝对电离势。此外，我们表明，这些泛函可以推广到有限系统。
2016-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Very-Large-Scale GPU-Accelerated Nuclear Gradient of Time-Dependent Density Functional Theory with Tamm-Dancoff Approximation and Range-Separated Hybrid Functionals
本研究提出了一种基于多GPU的高性能Kohn-Sham TDDFT解析核梯度实现，采用TDA近似和范围分离杂化泛函，并在256个A100 GPU上实现了对4353原子体系的高效并行计算。
2024-07-23 physics.chem-ph
Range-Separated Hybrid Functional Pseudopotentials
交换相关（xc）功能之间的一致性赝势建设和平面波为基础的电子结构计算过程中使用的是重要的凝聚相系统的结构和性能的准确和可靠的描述。在这项工作中，我们提出了一个一般的计划，用于构建赝势与距离分离的混合（RSH）xc泛函的基础上的解决方案的全电子径向积分微分方程的球形原子配置。作为原理证明，我们证明了赝势结构与PBE，PBE 0，HSE，和sRSH（基于LC- $ω$ PBE 0）xc泛函的一组选定的原子，然后调查赝势的一致性计算时的带隙，平衡晶格参数，体积模量，和原子化能量的几个固态系统的重要性。在这样做时，我们发现赝势一致性误差（PSCE）往往是系统的，可以作为大的$1.4\%$计算这些属性时。
2023-02-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Quasiparticle spectra from a non-empirical optimally-tuned range-separated hybrid density functional
我们提出了一种从DFT计算中获得外价准粒子激发能的方法，其精度可与GW近似下的多体微扰理论相媲美。该方法使用的范围分离的混合密度泛函，渐近精确和短程分数Fock交换。该函数包含两个参数-距离分离和短程Fock分数。两者都是非经验确定的，每个系统，基于满足精确的物理约束的电离势和多电子自相互作用，分别。该方法的准确性证明了四个重要的基准有机分子：二萘嵌苯，并五苯，3，4，9，10-二萘嵌苯-四羧酸-二酐（PTCDA）和1，4，5，8-萘-四羧酸二酐（NTCDA）。我们设想，有限系统的方法可以提供一个廉价的替代GW，打开大门，目前遥不可及的大规模系统的研究。
2012-09-06 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Local and Charge-Transfer Excitation of Pentacene-Buckminsterfullerene complexes
University of Mosul（摩苏尔大学）；Université Grenoble-Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
采用不同泛函和含时密度泛函理论，研究并五苯-富勒烯有机太阳能电池四种界面模型的电荷转移态和局域激发态，发现CAM-B3LYP无需优化参数即可准确描述电荷转移能，而B3LYP和DFTB方法低估约1 eV。
2026-06-23 physics.chem-ph
Range-separated double-hybrid density-functional theory applied to periodic systems
量子化学方法利用密度泛函近似的短程电子-电子相互作用和二阶M{numer}ller-Plesset（MP2）微扰理论的长程电子-电子相互作用已实施的周期性系统使用高斯型基函数和本地相关框架。这些范围分离的双杂交的性能已经基准上的一组重要的系统，包括稀有气体，分子，离子和共价晶体。还测试了用于远程部分的自旋分量缩放MP2的使用。结果表明，通常用于分子体系的距离分离参数值$μ$ = 0.5玻尔^{--1}对固体也是一个合理的选择。总的来说，这些范围分离的双杂交提供了一个良好的准确度，结合能使用的基础集，如中等大小的cc-pVDZ和aug-cc-pVDZ。
2015-06-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Accurate starting points for one-shot $G_0W_0$ and Bethe-Salpeter Equation calculations via effective tuning of range-separated hybrid functionals
Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学）
本文提出了一种有效调节范围分离杂化泛函的方法，用于提高$G_0W_0$和BSE计算的准确性，通过简化调优方案获得等效的范围分离参数，避免了复杂的计算开销，从而为许多体扰动理论提供可靠的起始点。
2026-10-01 physics.chem-ph
A self-consistent systematic optimization of range-separated hybrid functionals from first principles
在这次交流中，我们代表了一个自洽的系统优化程序的最佳调谐（OT）范围分离的混合（RSH）泛函从\emph{first principles}的发展。这是我们最近工作的一个分支，该工作采用了一种纯数值方法，通过距离分离（RS）技术有效计算传统全局混合泛函中的精确交换贡献。我们使用基于大小依赖性的模型，即，RS参数$γ$是密度函数$ρ(\mathbf{r})$，对密度函数知之甚少。为了与此一致的ananterior，提出了一种新的程序，涉及到一个给定的系统的特征长度（其中$ρ(\mathbf{r})$指数衰减到零）与$γ$自洽通过一个简单的数学约束。在实践中，$γ_{\mathrm{OT}}$通过如下总能量的优化获得：$γ_{\mathrm{OT}} \equiv \underset{γ}{\mathrm{opt}} \ E_{\mathrm{tot},γ}$。结果表明，与传统的RSH泛函相比，如上估计的参数$γ_{\mathrm{OT}}$能更好地预测体系的性质（特别是前线轨道能量）.我们已经研究了最高分数占据轨道的性质，从精确的分段线性行为，这表明这种方法是足以维持这一条件。然后，仔细的统计分析说明了目前方法的可行性和适用性。所有的计算都是在基于笛卡尔网格的赝势（G）KS-DFT框架下进行的。
2022-05-18 physics.chem-ph quant-ph
Combining Density Functional Theory and Green's Function Theory: Range-Separated, Non-local, Dynamic, and Orbital-Dependent Hybrid Functional
We present a rigorous framework that combines single-particle Green's function theory with density functional theory based on a separation of electron-electron interactions into short-range and long-range components. Short-range contributions to the total energy and exchange-correlation potential are provided by a density functional approximation, while the long-range contribution is calculated using an explicit many-body Green's function method. Such a hybrid results in a nonlocal, dynamic, and orbital-dependent exchange-correlation functional of a single-particle Green's function. In particu…
2017-07-03 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Fast evaluation of solid harmonic Gaussian integrals for local resolution-of-the-identity methods and range-separated hybrid functionals
提出了一种计算压缩实调和高斯函数上双中心积分的积分格式。积分表达式的本地运营商，依赖于两个高斯中心之一的位置向量。这些表达式，然后用来推导公式的三个指数重叠积分的三个高斯位于同一中心。后者的有效评估是必不可少的本地分辨率的身份技术，采用重叠度量。我们比较我们的积分方案的性能，广泛使用的笛卡尔高斯为基础的方法Obara和Saika（OS）。非局部相互作用势，如标准库仑，修改后的库仑和高斯型运营商，发生在范围分离的混合泛函，也包括在性能测试。相对于OS计划的速度提高了三个数量级，积分和它们的衍生物。特别是，我们的方法是越来越有效的大角动量和高度收缩的基组。
2017-02-04 physics.chem-ph physics.comp-ph
Electronic excitations from a linear-response range-separated hybrid scheme
本文研究了线性响应含时密度泛函理论（DFT）中基于单行列式距离分离杂化（RSH）方案的计算分子体系电子激发能的方法，即将长程Hartree-Fock交换核与短程DFT交换相关核相结合.它是远程校正（LC）方案的替代方案，该方案具有标准的全范围DFT相关核而不是仅具有短程相关核。我们讨论了局域密度近似（LDA）的短程交换相关内核，并评估性能的线性响应RSH计划的单重态，单重态和单重态，三重态价和里德堡激发的N2，CO，H2 CO，C2 H4，和C6 H6分子，和第一电荷转移激发的C2 H4-C2 F4二聚体。长程HF交换的引入纠正了标准（半）局域密度泛函近似对电荷转移和高里德堡激发能的低估，但也导致了对低自旋三重态的激发能的低估，这可以通过Tamm-Dancoff近似来纠正。因此，这项工作表明，目前的线性响应RSH计划是一个合理的开始近似描述电子激发能，甚至在添加一个明确的治疗长程相关。
2013-04-04 physics.chem-ph physics.comp-ph
Range separated hybrid density functional study of organic dye sensitizers on anatase TiO$_2$ nanowires
采用屏蔽库仑杂化密度泛函理论研究了香豆素和给体- $π$ -受体型四氢喹啉（C2-1）在纳米线（101）和（001）上的吸附.当香豆素与纳米线表面形成单键时，C2-1另外表现出双齿模式，从而产生更强的吸附能。还研究了非线性溶剂化对纳米线刻面上染料发色团结合特性的影响。这两种染料增感剂在最高占据态和最低未占据态下显示出不同的电荷分布。我们研究了染料-纳米线复合体系的电子结构，包括带边位置和吸附质相关的带隙态，以及它们对染料-纳米线复合体系吸收光谱的影响。从更好的光捕获和电荷分离的角度以及与更有效的载流子注入半导体纳米线有关的角度对这些发现进行了解释和讨论。
2014-07-04 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Faster Exact Exchange for Solids via occ-RI-K: Application to Combinatorially Optimized Range-Separated Hybrid Functionals for Simple Solids with Pseudopotentials Near the Basis Set Limit
In this work, we developed and showcased the occ-RI-K algorithm to compute the exact exchange contribution in density functional calculations of solids near the basis set limit. Within the gaussian planewave (GPW) density fitting, our algorithm achieves a 1-2 orders of magnitude speedup compared to conventional GPW algorithms. Since our algorithm is well-suited for simulations with large basis sets, we applied it to 12 hybrid density functionals with pseudopotentials and a large uncontracted basis set to assess their performance on band gaps of 25 simple solids near the basis set limit. The la…
2022-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Stochastic Optimally-Tuned Ranged-Separated Hybrid Density Functional Theory
我们开发了一个随机配方的最佳调谐范围分离的混合密度泛函理论，使显着减少的计算工作量和缩放的非本地交换算子的价格引入一个可控的统计误差。我们的方法是基于随机表示的库仑卷积积分和广义Kohn-Sham密度矩阵。该方法的计算量与通常的Kohn-Sham密度泛函理论相近，但它能更精确地描述前线轨道的准粒子能量.这是说明了一系列的硅纳米晶体的大小超过3000个电子。与随机GW多体微扰技术的比较表明，良好的协议的基本带隙能量，带边准粒子激发，和非常低的统计误差的总能量为大系统。本方法具有一个主要的优势，通过提供一个自洽的哈密顿量，这是中央的额外的后处理，例如在随机Bethe-Salpeter方法。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Range-separated meta-GGA functional designed for noncovalent interactions
将密度泛函理论应用于非共价相互作用的准确性受到来自低密度区域的相互作用引起的密度梯度变化、相关和交换泛函之间的误差补偿以及色散双重计数的误差的阻碍。提出了一种新的非共价相互作用的交换相关泛函来解决这些问题。该泛函由范围分离的PBEsol交换组成，考虑在两个变体中，纯的和混合的，以及Modrzebrski等人[J. Chem. Phys. 137，204121（2012）]的半局部相关泛函，其设计有约束满足技术以平滑地与色散项连接。在关联泛函中加入了两种色散修正：原子-原子成对加性DFT-D3模型和密度相关多体色散自洽屏蔽模型（MBD-rsSCS）。从这些积木一组四个泛函创建系统地研究纯与混合交换和分散的基础模型的作用。新功能在具有不同性质和大小的基准集上进行了广泛测试。真正出色的性能表现为不同大小的水团簇，离子氢键，和热化学的等键正烷烃裂解反应。讨论了新泛函各组成部分的优点。
2014-09-25 physics.chem-ph
Accurate non-empirical range-separated hybrid van der Waals density functional for complex molecular problems, solids, and surfaces
我们在非经验vdW-DF方法中引入了一种新的通用范围分离混合范德华密度\ph{functional, termed vdW-DF-ahbr,} [JPCM 32，393001（2020）]。它将vdW-DF 2的相关性与由\ph{a new model of exchange effects}在密度显式vdW-DF 2-b86 r函数中固定的筛选Fock交换相结合[PRB 89，121103（R）（2014）]。新的vdW-DF 2-ahbr防止虚假的交换绑定，并有一个小的密度梯度形式集从多体微扰分析。它是准确的\ph{bulk as well as layered materials}，它系统地和显着地提高了目前的vdw-DF的性能的分子问题。重要的是，vdW-DF 2-ahbr也优于目前的标准（色散校正）范围分离的杂交广泛收集的非共价相互作用的基准集，而在同一时间成功地减轻密度驱动的错误，往往影响分子过渡态和异构化计算的描述。vdW-DF 2-ahbr还通过1）正确预测Pt（111）上CO吸附的基底结构和位点偏好，2）在描述CO $_2$在官能化和简单金属-有机骨架中的吸附方面优于现有的非经验vdW-DF，和3）在DNA装配模型中是高度精确的碱基对相互作用的\ph{for the}集合。
2022-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Photoionization and core resonances from range-separated density-functional theory: General formalism and example of the beryllium atom
探讨了线性响应距离分离含时密度泛函理论（TDDFT）计算光电离光谱的优点。我们考虑了距离分离TDDFT的两种变体，即使用全局距离分离参数的时间相关距离分离混合（TDRSH）方案和使用局部距离分离参数的时间相关局部距离分离混合（TDLRSH）方案，并与标准时间相关局部密度近似（TDLDA）和时间相关Hartree-Fock（TDHF）进行了比较。我们展示了如何计算光电离光谱与这些方法使用Sternheimer方法制定在一个非正交B样条基组与适当的频率依赖的边界条件。我们说明这些方法的光电离光谱的Be原子，特别是集中在核心共振。TDRSH和TDLRSH光电离光谱被发现构成了一个很大的改进TDLDA光电离光谱和一个更温和的改进TDHF光电离光谱。
2022-03-11 physics.chem-ph physics.comp-ph
Electronic structure and optical properties of halide double perovskites from a Wannier-localized optimally-tuned screened range-separated hybrid functional
本文将WOT-SRSH泛函应用于五种卤化物双钙钛矿，证明其能准确预测基本带隙、光学带隙和吸收谱，为光电性质计算提供了可行方法。
2024-08-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Photoionization and core resonances from range-separated time-dependent density-functional theory for open-shell states: Example of the lithium atom
考虑了用距离分离含时密度泛函理论计算开壳层体系的光电离谱和核共振。具体而言，我们使用时间依赖的距离分离的混合（TDRSH）计划，结合了长程Hartree-Fock（HF）交换势和内核与短程势和内核从局部密度泛函近似，和时间依赖的局部距离分离的混合（TDLRSH）计划，它使用了局部距离分离参数。为了有效地进行计算，我们制定了一个自旋不受限制的线性响应Sternheimer方法在非正交B样条基组，并使用适当的频率相关的边界条件。我们说明这种方法上的Li原子，这表明TDRSH和TDLRSH是足够的简单的方法来估计单电子光电离光谱的开壳层系统。
2022-11-14 physics.chem-ph physics.comp-ph
Accelerating Fock build via hybrid analytical-numerical integration
本研究提出混合解析-数值Fock构建方法aMECP+aCOSx，通过提取可解析计算的Fock矩阵部分降低数值噪声，在小分子到大分子计算中均实现高效加速且保证高精度。
2024-11-03 physics.chem-ph
The nature of three-body interactions in DFT: exchange and polarization effects
我们提出了一个物理动机的DFT 3-体非加性相互作用能分解成交换和密度变形（极化）组件。交换分量代表了三聚体的波函数中的泡利排斥效应，并且被发现对于密度泛函近似（DFAs）是具有挑战性的。剩余的密度变形非加性较少依赖于DFA。对稀有气体原子三聚体、Ar $_2$ -HX（X = F，Cl）配合物、氢键和范德华小分子体系进行了数值模拟。没有一个测试的半局部，混合，和范围分离的DFA适当占非加性交换分散键合三聚体。相比之下，氢键系统的范围分离的混合动力车实现了定性协议内的20%的参考交换能量。只有当单体通过Hartree-Fock势在无色散的Pauli Blockade方案中相互作用时，才能获得所有系统的可靠性能。此外，我们确定了非加性的二阶交换色散能量作为一个重要的，但被忽视的贡献力场般的色散校正。我们的研究结果表明，范围分离的泛函不包括这个组件，虽然半局部和全球混合DFAs出现模仿它在短期内。
2017-08-10 physics.chem-ph
Employing Range Separation on the meta-GGA Rung: New Functional Suitable for Both Covalent and Noncovalent Interactions
我们设计了一个计划，将现有的交换功能到其范围分离的混合变体。B-E型交换空穴在电子间距上具有精确的二阶展开。短程部分的距离分离的交换能取决于动能密度和拉普拉斯算子，即使基泛函缺乏对这些变量的依赖。该方案的最成功的实际实现，命名为LC-PBETPSS，结合了范围分离的PBE交换提升到混合元GGA梯级和TPSS相关。距离分离参数的值进行了理论估计和经验优化确认。D3色散校正建议所有的能量计算采用所提出的功能。数值试验表明，非共价相互作用能，势垒高度，主组热化学，和激发能的方法显着强大的性能。
2016-09-16 physics.chem-ph
Interaction energies of H$_2$ and CO on transition-metal surfaces computed by a range-separated hybrid van der Waals density functional
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
研究H₂在Cu(111)表面解离化学吸附问题，测试范围分离的混合范德华密度泛函描述其动力学经典势垒的能力，利用分子准粒子预测变体，提出并实现识别AHBR(γ*)版本用于建模，接近化学精度确定势垒高度，检验相关物理的更广泛相关性。
2026-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Optoelectronic and Excitonic Properties of Oligoacenes: Substantial Improvements from Range-Separated Time-Dependent Density Functional Theory
采用含时密度泛函理论（TDDFT）中的区间分离方法研究了一系列线性并苯（从萘到并七苯）的光电和激子性质。在这些相当简单的系统中，众所周知的是，TDDFT方法使用传统的混合泛函令人惊讶地失败，在描述低的La和Lb价态，导致在大的，不断增长的错误的La状态和不正确的能量排序作为分子大小的函数。在这项工作中，我们证明了范围分离的形式主义在很大程度上消除了这两个错误，也提供了一个一致的描述激子在这些系统中的属性。我们进一步证明，重新优化的比例Hartree-Fock交换在传统的混合，以匹配基于波函数的基准计算仍然会产生严重的错误，和一个完整的100% Hartree-Fock范围分离是必不可少的同时描述的La和Lb过渡。通过对电子-空穴跃迁密度矩阵的分析，我们发现传统的杂化泛函过于偏离激子的位置，而低估了并苯体系的准粒子能隙。我们目前的研究结果强调的重要性，范围分离和渐近正确的贡献，在TDDFT交换调查光电和激子的性质，即使是这些简单的价激发。
2010-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph
Deterministic/Fragmented-Stochastic Exchange for Large Scale Hybrid DFT Calculations
本文提出一种在 GKS-DFT 框架下评估长程分离精确交换的高效方法，通过库仑核倒易空间碎片化与混合确定性-随机表示，实现了对含数千耦合价态和数百万网格点的大型分子系统的高精度计算。
2023-09-08 physics.chem-ph
Alternative separation of exchange and correlation energies in range-separated density-functional perturbation theory
在二阶距离分离密度泛函微扰理论的框架内，采用了一种替代的短程交换能和关联能的分离方法。这种替代分离最初由Toulouse等人提出[Theor. 114，305（2005）]，并且依赖于长程相互作用波函数而不是非相互作用Kohn-Sham波函数。当密度的二阶修正被忽略时，能量表达式简化为距离分离双杂交（RSDH）型泛函RSDHf，其中“f”代表“全程积分”，因为在微扰理论中扩展时，常规全程相互作用在能量表达式中明确出现。与通常的RSDH泛函相反，RSDHf将长程和短程相关性之间的耦合描述为依赖于轨道的贡献。对前四个稀有气体二聚体的计算表明，这种耦合对平衡区的势能曲线有显著的影响，当二级微扰理论适用时，提高了结合能和平衡键距的准确性。
2013-08-08 physics.chem-ph
Fractional-charge and fractional-spin errors in range-separated density-functional theory
我们研究了距离分离密度泛函理论中的分数电荷和分数自旋误差。具体地说，我们考虑的距离分离的混合（RSH）方法，结合了长程Hartree-Fock（HF）交换与短程半局域交换相关密度泛函，和RSH+MP2方法，增加了长程二阶M{\displaystyle M}ller-Plesset（MP2）相关。对原子和分子的计算结果表明，RSH方法计算分数电荷的误差远小于半局部或混合近似下的标准Kohn-Sham（KS）方法，也小于标准HF方法。RSH+MP2方法往往有较小的分数电荷误差比标准MP2的最扩散的系统，但较大的分数电荷误差更紧凑的系统。尽管短程交换和关联密度泛函近似对H原子分数自旋误差的贡献小于全程交换和关联密度泛函近似的贡献，但RSH给出的分数自旋误差大于标准KS方案，仅略小于标准HF方案。添加长程MP2关联只会导致无穷分数自旋误差。这项工作澄清了成功和范围分离的密度泛函理论方法消除自相互作用和静态相关的错误的局限性。
2016-07-13 physics.chem-ph physics.comp-ph
Empirical Double-Hybrid Density Functional Theory: A 'Third Way' In Between WFT and DFT
双杂化密度泛函理论可以说位于波函数方法和DFT之间的接缝处：它代表了John P. Perdew的“雅各布斯阶梯”上的第5阶的特殊情况。对于大的和化学上不同的基准，如GMTKN 55，经验的双混合泛函与色散校正可以实现接近波函数方法的精度在成本没有很大不同的混合DFT方法，提供RI-MP2和/或其他MP2加速技术可在电子结构代码。只需要六个或更少的经验参数。对于振动频率，可以实现CCSD和CCSD（T）之间的中间精度，并且其他属性的性能也令人鼓舞。同样，只要静态相关性不太强，有机物反应也可以很好地处理。进一步的前景进行了讨论，包括范围分离和RPA为基础的方法。
2019-12-26 physics.chem-ph
Self-consistent range-separated density-functional theory with second-order perturbative correction via the optimized-effective-potential method
我们推广了距离分离的双杂交RSH+MP2方法[J.G. Angyan等人，Phys.Rev.A72，012510（2005）]，将长程HF交换和MP2相关与短程密度泛函相结合，到使用优化有效势技术的完全自洽版本，其中轨道从包括长程HF和MP2贡献的局部势获得。我们测试这种方法，我们命名为RS-OEP 2，在一组小的封闭壳层原子和分子。对于常用的距离分离参数$μ=0.5$玻尔$^{-1}$的值，我们发现，自洽似乎并没有带来任何改善的总能量，电离势，和电子亲和势。然而，与非自洽RSH+MP2方法相反，本RS-OEP 2方法给出了物理上对应于中性激发能的LUMO能量，并给出了与相应的Kohn-Sham量相当好的近似的局部交换相关势。在更细的尺度上，我们发现RS-OEP 2给出了很大程度上不准确的相关势和相关密度，这表明需要进一步改进这种类型的距离分离的双杂交。
2019-12-23 physics.chem-ph physics.comp-ph
Alternative separation of exchange and correlation energies in multi-configuration range-separated density-functional theory
Toulouse等人[Theor. 114，305（2005）]的多构型范围分离的密度泛函理论的背景下进行探索。短程交换关联能的新分解依赖于辅助长程相互作用波函数而不是Kohn-Sham（KS）行列式。相对于传统的KS分解，其优点是能量的波函数部分现在用正则（完全相互作用）哈密顿量计算。一个潜在的缺点是，由于重复计算，用于计算能量的波函数不能通过最小化关于波函数参数的能量表达式来获得。该问题通过使用短程优化有效势（OEP）来克服。在Hartree-Fock（HF）和多组态自洽场（MCSCF）水平上，研究了OEP技术与波函数理论的结合。在HF的情况下，能量梯度的解析表达式已被推导和实施。在短程局域密度近似下对H2、N2、Li 2和H2O进行了计算。结合能的显着改善与新的分解的短程能量。当静态相关性变得显著时，在MCSCF水平上优化短程OEP的重要性也已被证明用于H2，使用有限差分梯度。MCSCF波函数的分析梯度的实现目前正在进行中。
2013-09-11 physics.chem-ph
Linear-response range-separated density-functional theory for atomic photoexcitation and photoionization spectra
我们研究的距离分离的混合（RSH）方案，它结合了长程Hartree-Fock（HF）和短程密度泛函近似（DFA），用于计算光激发/光电离光谱的H和He原子，使用B样条基组，以正确地描述光谱的连续部分的性能。这些简单的系统的研究，使我们能够量化的影响的频谱的错误来自短程交换相关DFA和从丢失的远程相关RSH计划。我们研究了使用长程HF交换（非局域）势和长程精确交换（局域）势之间的差异。与前者相反，后者支持一系列的里德堡态，并给出合理的光激发/光电离光谱，即使没有应用线性响应理论。最准确的光谱与线性响应时间相关的距离分离的混合（TDRSH）计划。特别是对于He原子在最佳距离分离参数值时，TDRSH给出的光激发和光电离谱比标准线性响应时间依赖HF的精确度略高。更一般地说，目前的工作显示了潜在的距离分离的密度泛函理论计算的线性和非线性光学性质，涉及连续态。
2019-03-20 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Analytical nuclear gradients for the range-separated many-body dispersion model of noncovalent interactions
长程电子相关能的精确处理，包括范德华（vdW）或色散相互作用，是描述各种系统的结构，动力学和功能的关键。将色散纳入密度泛函理论（DFT）的最精确模型是距离分离多体色散（MBD）方法[A. Ambrossetti等人，J. Chem.Phys.140，18 A508（2014）]，其中相关能在短距离下通过半局域密度泛函建模，并且在长距离下通过耦合量子谐振子的模型系统建模。在这项工作中，我们开发的MBD能量相对于核坐标的分析梯度，包括所有隐式的坐标依赖性所产生的分区的电荷密度到赫什菲尔德有效体积。为了证明这些MBD梯度的效率和准确性的几何优化系统的分子间和分子内的相互作用，我们优化了构象的苯二聚体和分离的小肽与芳香族侧链。我们发现与这些系统的波函数理论参考几何形状非常一致（在计算成本的一小部分），并发现MBD始终优于流行的TS和D3（BJ）色散校正。为了证明MBD模型在具有超分子相互作用的较大系统上的性能，我们优化了C $_{60}$ @C $_{60}$ H $_{28}$巴基球捕集器主客体复合物。最后，我们发现，忽略隐含的核坐标所产生的电荷密度分区的依赖性，如已在以前的数值处理，导致MBD力的一个不可接受的误差，相对误差的~20%（平均），可以远远超过100%。
2015-09-01 physics.chem-ph physics.comp-ph
Double-hybrid density-functional theory made rigorous
我们提供了一个严格的推导一类双杂交近似，结合Hartree-Fock交换和二阶Moller-Plesset相关与半局部交换相关密度泛函。这些双混合近似只包含一个经验参数，并使用密度缩放相关能量功能。忽略密度标度会导致标准双杂交近似的单参数版本。我们评估这些双混合动力方案的雾化能量和反应势垒高度的代表性测试集的性能，我们比较其他混合动力近似，包括范围分离的混合动力。我们最好的单参数双杂交近似，称为1DH-BLYP，粗略地再现了标准B2-PLYP或B2 GP-PLYP双杂交近似的两个参数，这表明这些方法不仅在经验上接近于一般化学应用的最佳值，而且在理论上也得到了支持。
2011-02-18 physics.chem-ph physics.comp-ph
The reliability of hybrid functionals for accurate fundamental and optical gap prediction of bulk solids and surfaces
本文利用新一代最优调控的距离分离混合泛函，结合基态与含时密度泛函理论，证明其在预测Si(111)-(2x1)和Ge(111)-(2x1)表面的基本带隙、光学带隙及投影能带结构方面具有可靠性。
2025-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Density matrix expansion based semi-local exchange hole applied to range separated density functional theory
交换空穴是密度泛函理论的主要组成部分，通过适当的关联，可以精确地设计交换能泛函和区间分离的杂化泛函。近年来，Tao-Mo提出的基于密度矩阵展开的半局域交换孔方法由于满足某些严格的约束条件而受到人们的关注。我们提出了一个新的长程修正（LC）方案，该方案通过使用标准误差函数分离库仑相互作用算符，将由DME交换空穴设计的亚广义梯度近似（meta-GGA）交换泛函与从头算Hartree-Fock（HF）交换积分相结合.与Lee-Yang-Parr（LYP）相关函数相关联，使用众所周知的测试集对我们的函数进行评估和基准测试表明，它在广泛的分子性质方面表现得非常好，例如热化学，非共价相互作用和化学反应的势垒高度。
2017-09-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Exact Exchange with Range-separated Algorithm for Thermodynamic Limit of Periodic Hartree-Fock Theory
针对周期性体系精确交换计算成本高的问题，提出将库仑相互作用拆分为短程、长程分别在实/倒易空间计算的程分离算法，可高效处理大量k点，在台式机上完成了百万基函数LiH晶体的全电子Hartree-Fock计算。
2023-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Hybrid functionals for periodic systems in the density functional tight-binding method
本研究将DFTB方法推广至屏蔽范围分离杂化泛函，支持周期边界条件，以较低计算成本实现极化诱导带隙重整化的正确预测。
2023-06-23 physics.chem-ph physics.comp-ph
Phase-separated high-temperature-annealed (Ga,Mn)As: A negative charge-transfer-energy material
在Zaanen-Sawatzky-Allen图中的相分离的（Ga，Mn）As材料，由嵌入在GaAs中的MnAs纳米团簇组成的近似位置，确定的基础上的组态相互作用（CI）集群模型分析其Mn 2 p芯能级光电发射。发现该复合材料属于具有负电荷-转移能量（delta）的特殊类别的材料。因此，其金属或绝缘/半导体行为取决于相对于（尺寸依赖性）p带宽的p-d杂化（受应变影响）的强度。而在嵌入的集群内部应变抵消间隙开放，金属到半导体的过渡预计会发生减少集群的大小，相关的一个小的间隙的p-p型（共价间隙）的开放。分析了均匀相和分相（Ga，Mn）As材料的电子性质，着重讨论了它们的金属-绝缘体转变性质。
2011-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase Behavior of Unilamellar Hybrid Lipid-Diblock Copolymer Membranes
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
提出一个物理框架，结合化学不混溶性、疏水厚度不匹配和几何约束，预测杂化膜的形态，并通过粗粒化分子动力学验证，统一了实验和模拟观察。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.chem-ph
