Pseudopotential study of binding properties of solids within generalized gradient approximations: The role of core-valence exchange-correlation
在密度泛函理论的从头计算赝势计算中，价电子和芯电子之间的非线性交换关联相互作用经常通过赝势线性地处理。我们讨论的准确性和局限性，这种近似的局部密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA），我们发现描述的核心价交换相关性显着不同的比较。(1)一些典型的固体的结合性能的评价，我们证明了赝势的方法，即芯价交换相关的线性化都是准确的，并限制在相同的方式在GGA在LDA。(2)检查的做法进行GGA计算使用LDA内的赝势，我们表明，随后的结果显着不同，从使用GGA内的赝势。作为这些差异的主要来源，我们确定了LDA和GGA的核心价交换相关性的不同行为，因此，大大有助于GGA引起的变化计算的结合性能。
1997-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of Thin Film Materials using SCAN meta-GGA, an Accurate Nonempirical Density Functional
我们讨论了自洽获得的单层石墨烯和一些超越石墨烯化合物的基态电子性质，包括过渡金属二硫属化物（TMD）的薄膜，使用最近提出的强约束和适当赋范（SCAN）的元广义梯度近似（meta-GGA）的密度泛函理论。SCAN元GGA的结果进行了比较的基础上的局部密度近似（LDA）以及广义梯度近似（GGA）。正如预期的那样，GGA产生了与LDA相关的扩展的晶格和软化的键，但是SCAN元GGA系统地提高了与实验的一致性。我们的研究表明，效率的扫描功能准确建模的层状材料的电子结构在高通量计算更普遍。
2017-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Impact of the electron-electron correlation on phonon dispersions: failure of LDA and GGA functionals in graphene and graphite
我们使用各种从头算方法计算了石墨烯和石墨中选定声子模式的电子-声子耦合（EPC）。GW方法中包含的非局域交换相关效应使A $'_1$ { \bf K}模式的平方EPC相对于LDA和GGA近似中的密度泛函理论强重整化了近80 $%$。在GW中，A $'_1$ { \bf K}模式的声子斜率几乎是GGA和LDA中的两倍，与非弹性X射线散射和拉曼光谱的声子色散一致。混合B3 LYP泛函在{ \bf K}处高估EPC约30%。在Hartree-Fock近似下，石墨烯结构在{ \bf K}处的A $'_1$声子之后的畸变下显示不稳定性。
2008-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase Separation in Li$_x$FePO$_4$ Induced by Correlation Effects
我们报告了LDA和GGA再现混合价Li $_x$ FePO $_4$化合物的相稳定性和热力学的重大失败。实验上，已知Li $_x$ FePO $_4$组合物（$0 \leq x \leq 1$）是不稳定的，并且相分离成Li FePO $_4$和FePO $_4$。然而，用LDA/GGA的第一性原理计算产生能量上有利的中间体化合物，因此没有相分离。LDA/GGA的这一定性失败似乎有其起源在LDA/GGA的自相互作用，使混合价态Fe离子的电荷离域，并通过明确考虑在这种材料中的相关效应进行校正。这用LDA+U计算证明，其正确地预测了Li $_x$ FePO $_4$中$U-J \gtrsim 3.5$ eV的相分离。中间体化合物的不稳定的起源被确定为在不同的铁网站的电子本地化和电荷有序。相关性的引入还在FePO $_4$ /Li $_x$ FePO $_ 4$和Li/Li $^+$电极之间产生更准确的电化学反应能量。
2004-05-13 cond-mat.mtrl-sci
A comparative study for structural and electronic properties of single-crystal ScN
本文采用基于密度泛函理论的FP-LAPW方法，在LDA、PBE-GGA、EV $_{ex}$ -PWPDMATHABMN-GGA和EV $_{ex}$ -GGA-LDA $_{co}$四种方法的基础上，对ScN在RS、ZB、WZ和CsCl四种相的结构和电子性质进行了比较研究。根据本工作中使用的所有近似，RS相是稳定的基态结构，并在高转变压力下转变为CsCl相。虽然PBE-GGA和EV $_{ex}$ -PW $_{co}$ -GGA提供了更好的结构特征，例如平衡晶格常数和体积模量，但是只有EV $_{ex}$ -PW $_{co}$ -GGA和EV $_{ex}$ -GGA-LDA $_{co}$给出了RS-ScN的非零、正的间接能隙，与实验结果相当。通过用U的势参数修正Sc定域d轨道的库仑自相互作用和交换关联相互作用，用$_{ex}$ -GGA+U $^{SIC}$计算方法，将ScN的RS相间接带隙扩大到相应的测量值。的EV $_{ex}$ -PW $_{co}$ -GGA计算也提供了良好的结果，在ZB，WZ，CsCl相的ScN的结构和电子特性与文献中的理论数据相媲美。当采用相同的交换相关能近似计算ScN的结构和电子性质时，EV $_{ex}$ -GGA和EV $_{ex}$ $_{co}$ -GGA+U $^{SIC}$是最好的两种方案.
2011-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Insights into the electronic structure of Co2FeSi from x-ray magnetic linear dichroism
支持和反对赫斯勒化合物Co2FeSi的半金属基态的实验证据都已发表。基于密度泛函理论的计算表明非半金属基态。有人认为，必须通过LDA+U方法考虑d电子的原位库仑相互作用，该方法预测U = 2.5的半金属基态。4.5 EV. X射线磁性线性二向色性（XMLD）可用作评估LDA+U方法的适当性的工具：LDA+U或GGA+U方案内的计算光谱不同于LDA或GGA内的那些。由于它能够分离不同的轨道对称性，XMLD使我们能够区分Co2FeSi电子结构的不同模型。在这篇文章中，我们将讨论实验XMLD光谱，并将它们与详细的第一性原理计算进行比较。我们的研究结果为LDA+U或GGA+U能带结构的不足提供了证据，而用GGA和固定自旋矩为6 μ B的约束计算则给出了实验与理论之间更好的总体一致性。
2012-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Shell DFT-1/2 method towards engineering accuracy for semiconductors: GGA versus LDA
针对DFT的LDA/GGA带隙与半导体基本带隙不匹配的工程需求，对比不同XC泛函下shDFT-1/2计算多种共价半导体带隙的精度，揭示了提升能带结构计算准确性的规律与相关参数影响。
2022-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Vibrational and Thermal Properties of ZnX (X=Se, Te): Density Functional Theory (LDA and GGA) versus Experiment
用从头算方法计算了ZnX（X=Se，Te）的声子色散关系.这些关系已被用来评估与不同的同位素组成的晶体各自的比热的温度依赖性。这些结果已与测量晶体上进行了比较，低至2 K。计算值与实测值基本吻合。本文讨论了锌硫族化合物系列闪锌矿型材料的声子色散关系和相应的态密度的变化趋势。
2011-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ab initio lattice thermal conductivity of bulk and thin-film $α$-Al$\mathrm{_2}$O$\mathrm{_3}$
用局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）进行交换关联，从第一性原理出发计算了$α$ -Al $_2$ O $_3$体相和薄膜相的热导率（$κ$）.室温单晶LDA值$\sim39~$ W/mPDMATHABMR K与实验值$\sim35-39~$ W/mPDMATHABMR K符合得很好，而GGA值则小得多$\sim$ 26 $~$ W/mPDMATHABMR K。在整个温度范围内，LDA被发现稍微高估$κ$，而GGA强烈低估it. We计算结晶$α$ -Al $\mathrm{_2}$ O $\mathrm{_3}$薄膜的$κ$，并观察到最大79 $\%$减少$10~$ nm厚度。
2018-08-28 cond-mat.mtrl-sci
First-principles LDA+U and GGA+U study of plutonium oxides
采用全电子投影缀加波（PAW）方法，从第一性原理出发研究了PuO $_{2}$和Pu $_{2}$ O $_{3}$的电子结构和性质.用局域密度近似（LDA）+ $U$和广义梯度近似（GGA）+ $U$方法解释了局域Pu $5f$电子之间的强烈在位库仑排斥.我们讨论了如何PuO $_{2}$和Pu $_{2}$ O $_{3}$的性能受到影响的选择的$U$以及选择的交换相关势。此外，还研究了Pu $_{2}$ O $_{3}$的氧化反应，导致形成PuO $_{2}$，及其对$U$和交换相关势的依赖性。研究结果表明，通过选择合适的$U$，可以准确、一致地描述PuO $_{2}$和Pu $_{2}$ O $_{3}$的结构、电子和热力学性质，从而为Pu基材料氧化还原过程的模拟提供了可能.
2007-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface magnetism of Rh(001) from LDA+U calculations
我们报告的计算表明Rh（001）的表面磁矩的存在下，由磁性线性二色性实验检测到的有限时刻的动机。我们发现，虽然密度泛函与局部密度或广义梯度近似（LDA和GGA）的交换和相关产生一个非磁性的基态，GGA加上现场库仑相互作用U方法的应用预测表面磁性，从而提供了一个解决方案，长期存在的实验和理论之间的差异。计算的最外层Rh原子的磁矩随有效在位参数Ueff=U-J的强度而增加，当Ueff>=1.2 eV时，磁矩为1.24 μ_B，当Ueff=2.5 eV时，磁矩为1.24 μ_B.
2006-03-06 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of redox potentials in transition-metal compounds with LDA+U
局域密度近似（LDA）或广义梯度近似（GGA）中的第一性原理计算虽然非常成功，但已知低估了氧化还原电位，例如锂嵌入过渡金属化合物的氧化还原电位。我们认为，这种不准确性与LDA/GGA中电子自相互作用误差的抵消不足有关，并且可以通过使用DFT+ $U$方法对$U$参数进行自洽评估来改善。我们表明，使用这种方法，实验嵌锂电压的过渡金属化合物，包括橄榄石锂$_{x}$ MPO $_{4}$（M=Mn，Fe Co，Ni），层状锂$_{x}$ MO $_{2}$（$x=$ Co，Ni）和尖晶石样锂$_{x}$ M $_{2}$ O $_{4}$（M=Mn，Co），可以准确地再现。
2005-06-06 cond-mat.mtrl-sci
More-Realistic Band Gaps from Meta-Generalized Gradient Approximations: Only in a Generalized Kohn-Sham Scheme
与局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）不同，元广义梯度近似（meta-GGA）的计算通常根据广义Kohn-Sham（gKS）形式主义进行。交换相关势的gKS方程是非乘法的，这阻止了系统的比较元GGA能带结构的LDA和GGA。我们实现了优化的有效势（OEP）的元GGA的周期性系统，这使我们能够进行元GGA计算在相同的KS方式为LDA和GGA。我们将OEP应用于几个元GGA，包括新的SCAN功能[Phys. Rev. Lett. 115，036402（2015）]。我们发现meta-GGAs的KS能隙和KS能带结构与GGAs的接近。它们比偏-GGA的更真实的gKS能隙小，但可能接近精确KS势的能带结构中不太真实的能隙，如通过与EXX+RPA OEP势的能隙比较可以看出的。在OEP计算中，众所周知的元-GGA的网格敏感性要严重得多。
2016-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
First-principles LDA+U and GGA+U study of neptunium dioxide
我们进行了系统的第一性原理研究，计算的电子结构，力学性能，声子色散曲线的NpO $_{2}$。局域密度近似$+U$和广义梯度近似$+U$的形式已被用来解释强烈的本地Np $5f$电子之间的库仑排斥。通过选择Hubbard \emph{U}参数在4 eV左右，Np 5 \emph{f}和O2 \emph{p}的轨道占据特性与最近的实验结果吻合得很好[J. Nucl. Mater. \textbf{389}，470（2009）]。与我们以前对ThO $_{2}$的研究相比，我们注意到Np O $_{2}$中存在更强的共价性，这是由于Np的5个\emph{f}电子的更多局域化行为与锕系元素所表现出的局域化-离域化趋势一致。
2009-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Jahn-Teller distortion induced magnetic phase transition in cubic BaFeO$_{3}$
采用密度泛函理论（DFT）的局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）关联泛函，研究了立方BaFeO $_{3}$在铁磁（FM）和反铁磁（AFM）态下的电子和磁性结构.我们的LDA/GGA和LDA $+U$ /GGA $+U$计算结果表明立方BFO具有FM基态，与最近的实验结果一致.两种类型的Jahn-Teller（JT）失真，表示为JT 1和JT 2，被认为是。我们发现FM亚铁磁（FM）和FM AFM磁相变n在JT 1和JT 2型的扭曲，分别。与FM-AFM过渡相比，FM-AFM过渡需要更大的应变。密度泛函$+U$计算还表明，磁矩显着减少，在大应变，由于强烈的重叠之间的Fe和O原子。这些转变的起源进行了讨论，在双交换和超交换相互作用之间的竞争。因此，氧和Fe的位移负责的磁相变和磁矩的减少。
2013-10-13 cond-mat.mtrl-sci
SCAN: An Efficient Density Functional Yielding Accurate Structures and Energies of Diversely-Bonded Materials
Kohn-Sham密度泛函理论（DFT）是一种广泛应用于材料和分子的电子结构理论。对于大型系统、从头计算分子动力学和高通量功能材料的搜索，DFT是特别需要的。DFT的精度和计算效率受到其交换相关能近似的限制。目前，局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）主要是由于它们的效率主导材料计算。我们在这里表明，最近开发的非经验的强约束和适当规范（SCAN）元GGA显着提高LDA和标准Perdew-Burke-Ernzerhof GGA的几何形状和能量的多样性结合的材料（包括共价键，金属，离子，氢，范德华键）在可比的效率。因此，即使对于软物质，SCAN也是有用的。通常，SCAN匹配或改进计算昂贵的混合泛函的精度，几乎是GGA的成本。因此，预计SCAN将对材料科学产生广泛的影响。
2015-11-03 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of the electronic, optical and elastic properties of CdIn2S4 spinel at the ambient and elevated pressure
采用第一性原理计算，在广义梯度近似和局域密度近似下，对CdIn 2 S4硫尖晶石进行了研究.在0 ~ 10 GPa的压力范围内计算了该化合物的结构、电子、光学和弹性性质，低于该化合物的相变压力。本文的主要结果之一是，以前在文献中遇到的争议的性质的CdIn 2S 4带隙得到解决，有利于间接的差距。带隙的压力系数估计为0.071/0.063 eV/GPa（GGA/LDA）与文献中的实验数据0.076或0.069 eV/GPa非常一致。计算的压力依赖性的晶胞体积遵循的实验结果非常密切。计算了声子距离、晶格常数和所有弹性常数与压力的关系。CdIn_2S_4的德拜温度的精确估计为280 K（LDA）和252 K（GGA）。弹性各向异性的CdIn 2S 4的可视化绘制三维依赖性的杨氏模量在晶格中的方向;它被建立，实现最低的杨氏模量值，如果外部应力沿晶轴施加。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Influence of different exchange-correlation potentials on twisted structures of bilayer XS2 (X= Mo, Cr)
本文采用LDA、GGA和四种vdW修正的GGA方法研究了双层过渡金属双硫族化合物（TMDs）的晶体结构和电子结构。我们发现双层MoS2的GGA层间距与实验值吻合较好，但vdW校正方法仍需进一步改进。结果表明，具有扭转角的双层膜XS 2（X= Mo，Cr）的GGA层间距小于正常双层膜的GGA层间距，而LDA的情况则相反。GGA结果表明，带隙的减小是由于层间距的减小，平谷和导电带的出现是由于扭转角。我们的研究不仅为扭转二维材料的应用提供了有价值的信息，而且也将激发更多的相关研究。
2020-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Infrared Spectrum and STM images of Cyclohexene-2-Ethanamine: First Principle Investigation
本文从理论和实验两方面研究了环己烯-2-乙胺的结构。理论研究是基于第一原理技术密度泛函理论（DFT），使用平面波基组和超软赝势，而实验技术是红外（IR）光谱。在局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）框架下，对DFT的交换关联势进行了近似。该分子的振动性质由波数4000-400 $cm^{-1}$范围内的归属给出。用LDA和GGA得到了分子的稳定平衡结构。优化得到的几何结构用于计算振动性质和STM图像。理论和实验结果吻合得很好，特别是在NH基团的对称和非对称振动方面。
2007-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Vibrational, Elastic and Topological Properties of PaN Under Pressure
电子，结构，振动和弹性性能的PAN已在环境和高压下进行了研究，使用第一原理方法与几个常用的参数化的交换相关能。广义梯度近似（GGA）令人满意地再现了基态性质。在压力下，发现PaN经历了一个结构转变，从NaCl的R-3 m结构附近的58 GPa。（1，0，0）和（1，1，0）方向的声学声子支的高压行为以及C44弹性常数的异常，表明结构发生了转变。在GGA交换关联下，电荷密度的拓扑转变发生在结构转变附近，这可以被视为量子相变，其中序参量服从平均场标度律。然而，当调用其他交换相关泛函（局域密度近似（LDA）和混合泛函）时，拓扑转变是不存在的。因此，这构成了一个例子，GGA和LDA导致定性不同的预测，它是非常感兴趣的实验研究是否发生这种拓扑转变。
2013-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Relative phase stability and lattice dynamics of NaNbO$_3$ from first-principles calculations
我们报告的总能量计算不同的晶体结构的NaNbO $_3$在一个范围内的晶胞体积使用全电子全电位（L）APW方法。我们采用局域密度近似（LDA）和Wu-Cohen形式的广义梯度近似（GGA-WC）来检验这些泛函对NaNbO $_3$复杂结构行为的描述的准确性。我们发现，LDA不仅低估了系统的平衡体积，但也预测了一个不正确的基态这种氧化物。另一方面，GGA-WC功能，显着提高了平衡体积，并提供了相对的相稳定性，更好地符合实验。然后，我们使用GGA-WC功能的立方NaNbO $_3$的声子色散曲线的计算，以确定在整个布里渊区的结构不稳定性的存在。最后，我们报告的结构不稳定性作为体积的函数在NaNbO $_3$和KNbO $_3$的比较计算，以提供见解的结构行为的K $_{1-x}$ Na $_x$ NbO $_3$固溶体的理解。
2011-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Employing semilocal exchange hole with an application to meta-GGA level screened range separated hybrid functional: A conventional wisdom method
区间分离的杂化密度泛函在精确描述分子和固体的各种性质方面是非常成功的。距离分离的混合泛函是从球平均或系统平均反向工程交换孔设计的。在目前的尝试中，我们采用筛选的范围分离的杂交功能方案的meta-GGA梯级通过使用陶-钼半局域交换孔（或功能）。本文提出的混合泛函在距离分离方案中利用了基于球平均密度矩阵展开的交换孔。对于缓变密度校正，我们采用基于局域密度近似（LDA）的交换空穴距离分离方案，并通过传统的智慧技术结合缓变的Tao-Mo增强因子。综合性能和测试结果表明，它准确地描述了几种分子的性质。这个筛选的杂化泛函最吸引人的特点是它将在meta-GGA水平上描述固态性质的实际上非常有用。
2017-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Re-thinking CO adsorption on transition-metal surfaces: Density-driven error?
CO分子在金属表面的吸附是Kohn-Sham密度泛函理论（KS-DFT）中一个重要的未解决的问题。我们提出了一个详细的研究一氧化碳吸附在fcc（111）表面的3d，4d和5d金属使用非经验半局域密度泛函的交换相关能：局域密度近似（LDA），两个广义梯度近似或GGA（PBE和PBESol），和一个元GGA（SCAN）。由于满足更精确的约束条件，从LDA到PBE或PBESol到SCAN的结果得到改善的典型误差模式（如之前对自由分子和自由过渡金属表面所发现的）在这里没有发现。相反，对于过渡金属表面上的CO吸附，我们发现，虽然SCAN overbinds远低于LDA，它overbinds略高于PBE。此外，测试的泛函经常预测错误的吸附位点，正如在“CO/Pt（111）之谜”中首次指出的LDA和GGA。这种异常的模式使我们怀疑PBE和SCAN在这个问题上的错误是与分子和金属表面之间不正确的电荷转移相关的密度驱动的自相互作用错误。我们指出，由变分原理，过度绑定的近似泛函将减少，如果该功能不适用于其自洽密度的吸附系统，但一个准确的或更正确的密度为该系统。最后，我们表明，CO在Pt（111）的位置偏好是正确的，并提高了吸附能的PBE功能，而不是使用自洽的PBE密度，但PBE+U密度。由此产生的修正PBE总能量是大得多的吸附系统比其解吸的成分，显示的错误是在吸附系统的密度。这似乎在原则上解决了“CO…
2019-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Optical Properties of γ- and θ- Alumina by First Principle Calculations
在密度泛函理论（DFT）框架下，用第一性原理研究了γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3的电子和光学参数.计算方法是基于全势线性缀加平面波方法（FP-LAPW）的广义梯度近似（GGA），局域密度近似（LDA），和修改的贝克-约翰逊势（mBJ）。结果表明，γ-Al 2 O3和θ-Al 2 O3的直接带隙分别为5.375 eV和4.716 eV。这些材料的一些光学参数也进行了研究。γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3的介电常数实部分别为3.259和3.694，与实验值（3.416）接近。γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3的折射率分别为1.806和1.922，与实验值1.86吻合较好。GGA的结果与实验结果一致，并且优于其他近似。GGA和LDA结果之间没有显著差异。结果表明，该材料可作为太阳能电池结构中的透明导电层，可在较宽的能量范围内工作。
2019-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferrimagnetism in Mn_2VAl
我们发现Mn_2VAl是一种化合物，对于该化合物，密度泛函理论中交换相关泛函的广义梯度近似（GGA）与通常的局域密度近似（LDA）相比，在预测的行为上发生了质的变化。GGA的应用导致Mn_2VAl是一个半金属亚铁磁体，少数通道是导电的。分析了其电子结构和磁结构，并与等结构增强半金属Fe_2VAl进行了对比。
1999-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Properties of real metallic surfaces: Effects of density functional semilocality and van der Waals nonlocality
我们计算了Al，Cu，Ru，Rh，Pd，Ag，Pt和Au的清洁（111），（110）和（100）表面的表面能，功函数和层间表面弛豫。这些金属表面中的许多具有技术或催化应用。我们将实验参考值与局部密度近似（LDA）、Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）广义梯度近似（GGA）、PBESol（固体PBE）GGA、SCAN元GGA和SCAN+ rVV 10（具有远程范德华或vdW校正的SCAN）的参考值进行比较。与不确定的实验值最接近的协议是通过最简单的密度泛函（LDA）和最复杂的通用（SCAN+ rVV 10）。长程vdW相互作用使表面能增加约10%，功函数增加约1%。LDA通过比通常更强的误差消除作用来处理金属表面。PBE产生最被低估和大概最不准确的表面能和功函数。表面能内的无规相近似（RPA）也报告。层间弛豫从不同的泛函是在合理的协议彼此，通常与实验。
2017-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Assessing exchange-correlation functional performance for structure and property predictions of oxyfluoride compounds from first principles
受有序氟化物和氟氧化物的电子和光学性质设计的复兴的启发，我们提出了一个密度泛函理论（DFT）研究19种材料的结构，从简单到复杂，和可变的氧氟比。我们专注于理解的准确性的交换相关势（$V_{xc}$）DFT预测的结构，电子和晶格动力学性质在四个不同的理论水平，\emph{i.e.}，局域密度近似（LDA），广义梯度近似（GGA），元GGA，和混合功能水平，其中包括分数的确切交换。我们详细研究了元GGA泛函MS 2 [Sun \emph{et al} .，物理学\修订版本\信件：\textbf{111}，106401（2013）]和SCAN [Sun \emph{et al} .，物理学\修订版本\信件：\textbf{115}，036402（2015）]，并且表明尽管元GGA在描述电子结构和声子频率方面显示出对LDA和GGA泛函的改进，但是氟化物和氟氧化物的静态结构性质通常由GGA级泛函PBesol更准确地预测。LDA计算的结果对于任何化合物都是不令人满意的，无论氧浓度如何。PBESol或HSE 06在所有氧化物或所有氟化物化合物中均具有良好的性能。对于氟氧化物，PBESol在所有氧浓度下的结构特性始终更准确，但是，我们强调需要对具有可变组成的氟氧化物进行详细的性能评估。“最佳”泛函预计将更强烈地依赖于感兴趣的属性。我们的研究提供了有用的见解，在选择一个$V_{xc}$，实现最佳的性…
2016-10-28 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles study of bcc chromium beyond the generalized gradient approximation (GGA)
Institute of Physics, Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, Uppsala University（乌普萨拉大学物理与天文学系）；Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院复杂系统理论物理中心）
本文通过GGA和多种meta-GGA功能化方法研究bcc铬的磁性，发现所有meta-GGA功能化均高估局部磁矩并增强磁摩擦，导致SDW态不稳定，TPSS功能化最接近GGA结果。
2026-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Band structure calculations of CuAlO2, CuGaO2, CuInO2 and CuCrO2 by screened exchange
报道了透明导电氧化物CuAlO 2、CuGaO 2、CuInO 2和CuCrO 2的密度泛函理论（DFT）能带结构计算.与标准局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）方法相比，使用混合泛函sX-LDA导致电子性质的显著改善。我们表明，由此产生的电子带隙比较以及与实验值和以前的准粒子计算，并显示正确的趋势相对于原子序数的阳离子（铝，镓，在）。由此产生的能量深度的Cu d和O p的水平和价带宽度是相当大的改进相比，LDA和GGA和良好的协议与可用的X射线光电子能谱学（XPS）数据。最后，我们显示了所有四个系统的介电函数的计算虚部。
2011-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Investigation of A1g phonons in YBa2Cu3O7 by means of LAPW atomic-force calculations
我们报告的第一性原理冻结声子计算YBa_2Cu_3O_7的无力几何和动力学矩阵的五个拉曼活性A1 g模式的测定。为了建立声子势的形状，在LAPW方法内计算原子力。两种不同的计划-局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）-用于处理电子交换和相关效应。我们发现，在LDA的情况下，得到的声子频率显示出约-10%的偏离实验值。与GGA相比，频率值有了明显的提高，特征向量也与实验结果非常吻合。
1997-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
5f Delocalization of Bulk FCC Americium and the (111) Surface: A FP-LAPW Electronic Structure Study
用WIEN 2K程序包中的全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法研究了面心立方结构的镅体相和（111）面的电子性质.在不同的理论水平上对Am的反铁磁基态进行了研究：（1）标量相对论与完全相对论;（2）局域密度近似（LDA）与广义梯度近似（GGA）。我们的结果表明自旋轨道耦合在决定体相和（111）面的电子性质方面起着重要的作用。在一般情况下，LDA被发现给一个更高的总能量相比，GGA的结果。自旋轨道耦合显示出类似的影响，表面计算，无论模型，GGA与LDA。用镅的5 f定域-离域跃迁解释了我们的结果。此外，还研究了面心立方（111）超薄膜（UTF）的表面能和功函数的量子尺寸效应。
2006-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Two-dimensional limit of exchange-correlation energy functional approximations in density functional theory
研究了具有二维特征的各向异性体系中密度泛函理论的三维交换相关能泛函近似的行为。利用准二维电子气和双电子量子点两个简单模型，给出了局域密度近似（LDA）的{ \it基本极限}及其半局域扩展形式广义梯度近似（GGA）和亚广义梯度近似（MGGA），它们在强二维极限下的性能都比LDA差.这些缺点的起源是在本地（LDA）和半本地（GGA/MGGA）近似的能力来描述系统的交换相关孔的性质是非常非本地的2D字符。非局部泛函提供了一种替代的方法，明确的平均密度近似（ADA）被证明是非常准确的准二维电子气系统。我们的研究不仅与理解泛函有关，而且对半导体量子结构和材料如石墨和金属表面也有实际应用。我们还评论的影响，我们的研究结果的实际设备模拟的基础上（半）局部密度泛函方法。
1999-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Achieving accurate ionization potential of semiconductors by the efficient Kohn-Sham scheme of density functional theory
尽管密度泛函理论的Kohn-Sham（DFT-Kohn-Sham）方案在大量的应用中取得了巨大的成功，但由于局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）中的自相互作用误差以及在表面计算中难以使用渐近长程势，DFT-Kohn-Sham方案一直不能得到可靠的半导体电离势（IP）。利用一种近似的优化有效势（OEP），即Becke-Johnson'06交换，探讨了OEP计算半导体激电的能力，并采用了一种既适用于短程势又适用于长程势的表面技术。结合LDA相关性，近似OEP已经实现了17个半导体的IP精度，这是类似于更复杂的$GW$近似（GWA），与计算成本只有LDA/GGA。这是第一次，这开辟了系统计算的半导体IP的DFT-科恩-沙姆计划的方式。$v_{xc}$的长程部分对于固体表面并不像对于原子和分子那样重要，因为波函数主要束缚在平板上，而较少暴露于渐近区域。尽管如此，它对总IP的贡献很大，因此不应简单地忽略。在不包括其影响的情况下，相同的GWA过程不太可能同时实现普遍准确的带隙和准确的IP，如在实际计算中确实看到的那样。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, structural, and elastic properties of metal nitrides XN (X = Sc, Y): A first principle study
我们利用一个简单的，强大的，第一原理方法，基于基组优化与BZW-EF方法，研究过渡金属单氮化物的电子和相关性质：ScN和YN。我们解决了KS系统的方程自洽内的线性组合的原子轨道（LCAO）形式主义。结果表明，带隙和低能量导带，以及弹性和结构性能，可以计算出合理的精度时，LCAO形式主义是用来获得最佳的基础。我们计算的ScN的间接电子带隙（E $^\mathrm{Γ-X}_g$）为0.79（LDA）和0.88 eV（GGA）。在YN的情况下，我们预测间接带隙（E $^\mathrm{Γ-X}_g$）为1.09（LDA）和1.15 eV（GGA）。我们还计算了两个系统的平衡晶格常数，体积模量（B $_{o}$），有效质量和弹性常数。我们的计算值与实验值非常吻合，后者是可用的。
2012-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Role of semi core levels in determining the band-gaps of semiconductors: First-principles calculations with model Hamiltonians
基于LDA/GGA近似的第一性原理计算结果低估了GaX（X = N，P和As）半导体中半芯3d能级的位置。LDA+U/GGA+U近似中的自相互作用校正方案被发现足以校正这种差异。这种校正的结果是半导体的带隙（E_g）也得到改善。人们一直认为，带隙校正来自修改的半芯价相互作用。我们研究这个经常使用的近似非常详细，并发现，虽然带隙变化高达0.63 eV的GaAs，0.42 eV的GaP和0.46 eV的GAN在这种方法内获得的U= 20 eV的Ga d状态，只有0.1 eV，0.1 eV和0.15 eV的GaAs，GaP和GAN产生的半芯价相互作用。随着U的增加，带隙不断改善。我们跟踪这种效果主要是在导带中的Ga 4d状态与阴离子p状态的相互作用。
2007-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Orthorhombic phase of La$_{0.5}$Bi$_{0.5}$NiO$_{3}$ studied by first principles
本研究通过第一性原理计算探究La$_{0.5}$Bi$_{0.5}$NiO$_{3}$正交相的电子结构，验证了轨道杂化对金属性与磁性的影响，发现LSDA方法与实验吻合，证实该材料为弱关联金属。
2017-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Predicting band gaps and band-edge positions of oxide perovskites using DFT and machine learning
局域或半局域密度近似下的密度泛函理论（DFT-LDA/GGA）已经成为固体电子结构理论中的主力，它在能量学和结构性质方面非常快速和可靠，但在预测半导体和绝缘体的带隙方面仍然非常不准确。使用第一性原理方法准确预测带隙是耗时的，需要混合泛函，准粒子GW，或量子蒙特卡罗方法。有效地校正DFT-LDA/GGA带隙并揭示这种校正中涉及的主要化学和结构因素对于在高通量计算中发现新材料是期望的。在这个方向上，我们使用DFT和机器学习技术来校正ABO 3钙钛矿氧化物的代表性子集的带隙和带边位置。依靠HSE 06混合泛函计算的结果作为带隙的目标值，我们发现这类材料的系统带隙校正为~1.5 eV，其中~1 eV来自向下移动价带，~0.5 eV来自提升导带。通过特征选择过程确定了决定带隙校正的主要化学和结构因素。
2022-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure Properties of UO2 as a Mott Insulator
本文利用密度泛函理论（DFT）研究了具有反铁磁1 k-、2k-和3 k-级结构的二氧化铀的结构、电子和磁性。在密度泛函理论中，通常的近似方法，如局域密度近似（LDA）或广义梯度近似（GGA），对于这种强关联电子系统，通常预测不正确的金属行为。采用Hubbard项修正f电子，LDA+U方法，以及采用屏蔽的Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）混合泛函进行交换关联（XC），我们得到了正确的绝缘体基态行为，带隙与实验符合良好.
2019-07-06 cond-mat.mtrl-sci
First-principles accurate total-energy surfaces for polar structural distortions of BaTiO3, PbTiO3, and SrTiO3: consequences to structural transition temperatures
在基于第一性原理密度泛函理论的计算中，交换相关能泛函的具体形式，例如局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA），产生具有-2%和2%的典型误差的结构晶格参数。由于铁电相变的序参量--结构与极化之间的强耦合，导致对铁电相变温度特性的估计存在较大误差。在这里，我们采用了最近开发的GGA功能的吴和科恩[物理评论B 73，235116（2006）]和确定总能量表面的带中心扭曲的钛酸钡，钛酸铅，钛酸锶，并将它们与计算的基础上标准LDA和GGA。说明吴和科恩功能允许更好地估计在0 K的结构特性，我们确定了一组新的参数定义的有效哈密顿BaTiO 3的铁电转变。使用新的一组参数，我们进行分子动力学（MD）模拟下的有效压力p=0.0 GPa，p=-2.0 GPa，和p=-0.005T GPa。在p=-0.005TGPa下的模拟表明，铁电四元相的立方相到四方相的转变温度和c/a参数有明显的改善，而在较低温度下向正交相和菱形相转变的描述略有改善。我们的研究结果预示着很好的使用Wu-Cohen功能在纳米尺度的铁电体的研究，特别是在外延膜的形式，其中的性能取决于至关重要的晶格失配。
2010-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Assessing r2SCAN meta-GGA functional for structural parameters, cohesive energy, mechanical modulus and thermophysical properties of 3d, 4d and 5d transition metals
本文系统评估了 r2SCAN 等半局域密度泛函对 22 种过渡金属结构、力学和热物理性质的计算精度，发现 r2SCAN 整体表现均衡，推荐其作为高通量评估过渡金属化合物热物理性质的主力方法。
2023-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Study of self-interaction errors in density functional predictions of dipole polarizabilities and ionization energies of water clusters using Perdew-Zunger and locally scaled self-interaction corrected methods
我们研究了自相互作用误差（SIE）对三种日益复杂的非经验密度泛函近似（DFA）--局域自旋密度近似（LDA）、Perdew-Burke-Ernzherof（PBE）广义梯度近似（GGA）和强约束和适当赋范（SCAN）元GGA--模拟的水团簇静态偶极极化率的影响，在Fermi-Löwdin轨道SIC（FLO-SIC）框架中使用Perdew-Zunger自相互作用校正（PZ-SIC）能量泛函。我们的研究结果表明，虽然所有三个DFA高估了集群的极化率，描述系统地提高从LDA到PBE到SCAN。自相关自由SCAN预测极化率相当准确的平均绝对误差（MAE）为0.58玻尔$^3$相对于耦合集群单打和双打（CCSD）值。使用PZ-SIC去除SIE正确地降低了DFA极化率，但是过度校正，导致SIC-LDA、-PBE和-SCAN中的极化率被低估。最后，我们应用了最近提出的局域尺度SIC（LSIC）方法，该方法使用准自洽方案，并使用动能密度比作为等轨道指标。结果表明，LSIC极化率与最新CCSD极化率的平均绝对误差分别为0.08 Bohr $^3$（LSIC-LDA）和0.06 Bohr $^3$（LSIC-PBE）。同样，电离能估计值作为LSIC预测的最高占据能量本征值的绝对值，也与CCSD（T）电离能非常一致，LSIC-LDA的MAE为0.4 eV，LSIC-PBE为0.04 eV。LSIC-LD…
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
First-principles study of structural, vibrational and lattice dielectric properties of hafnium oxide
采用超软赝势和平面波基，在密度泛函理论中研究了HfO2的晶体结构、带心声子模和相关的介电响应。本文采用局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）对低压HfO2多晶型体的结构进行了研究。无论是交换相关方案得到的完全放松的结构同意与实验相当好，虽然LDA产生更好的整体协议。通过有限差分法计算玻恩有效电荷张量和力常数矩阵后，通过将张量分解为单个红外激活声子模式的贡献来计算三个HfO2相的晶格介电极化率张量。
2002-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the role of electronic structure on photo-catalytic behavior of carbon-nitride polymorphs
一个完全自洽的密度泛函理论（DFT）与改进的功能是用来提供一个全面的帐户的结构，电子和光学性质的C $_{3}$ N $_{4}$多晶型物。使用我们最近开发的van Leeuwen-Baerends（vLB）修正局域密度近似（LDA），我们在全势N $^{th}$阶松饼丁轨道（FP-NMTO）方法中实现了LDA+vLB，并表明与半局域泛函（LDA/GGA）相比，它改善了结构性质和带隙。我们证明，LDA+vLB预测的能带结构和功函数的良好研究的2D-石墨烯和体硅在非常好的协议与实验，和更精确的混合功能（HSE）的计算中实现的量子浓缩咖啡（QE）包。使用FP-NMTO-LDA+vLB计算的C $_{3}$ N $_{4}$多晶型物的结构和电子结构（带隙）特性与更复杂的混合泛函计算进行了比较。我们还使用QE-HSE方法通过功函数、能带（价和传导）位置相对于水还原和氧化电位对C $_{3}$ N $_{4}$多晶型物的光催化行为进行了详细的研究。我们的研究结果表明，$γ$ -C $_{3}$ N $_{4}$是所有C $_{3}$ N $_{4}$ ~多晶型体中最好的候选者，但它在“零”压力下是动态不稳定的。我们发现$γ$ -C $_{3}$ N $_{4}$可以在流体静压下稳定，这改善了其相对于水还原和氧化电位的光催化行为。
2020-04-04 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Calculation of Born Effective Charges and Spontaneous Polarization of Ferroelectric Bismuth Titanate
在这项研究中，我们提出了我们的第一性原理计算的能带结构，态密度和玻恩有效电荷张量的铁电（基态B1 a1）和顺电（I4/mmm）相的钛酸铋。计算是使用广义梯度近似（GGA）以及局域密度近似（LDA）的密度泛函理论。与文献相比，我们使用GGA和LDA对B1 a1结构的计算产生了比直接带隙更小的间接带隙，与实验数据一致。态密度显示了Ti 3d，Bi 6p和O 2 p态之间的相当大的杂化，表明导致铁电不稳定性的键的共价性质。用Berry相方法计算了组成离子的基态（B1 a1）和顺电（I4/mmm）结构的Born有效电荷张量。这是其次是由自发极化的铁电B1 a1相使用的玻恩有效电荷张量的个别离子的计算。与报道的单晶体的实验值（50+/-10 $μ$ C/cm 2）相比，发现使用不同Born有效电荷的铁电钛酸铋的自发极化的计算值在55+/-13 $μ$ C/cm 2的范围内。铁电性的起源归因于那些氧离子在TiO 6八面体中的相对大的位移，所述八面体位于沿着钛酸铋晶体的a轴。
2010-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic ground state of SrRuO$_3$ thin film and applicability of standard first-principles approximations to metallic magnetism
系统的第一性原理研究已被执行，以了解薄膜SrRuO $_3$的磁性，大量的研究工作已经投入，但没有明确的共识，已达成关于其基态属性。相对t $_{2g}$能级差、晶格畸变以及层厚度在确定自旋顺序中一起起作用。特别是，重要的是要了解两个标准近似值之间的差异，即LDA和GGA，在描述这种金属磁性。朗道自由能分析和磁化能量比图清楚地显示了有利于磁矩形成的不同趋势，并且当应用于实验信息严重受限的薄膜极限时，其被放大。其结果是，LDA给出了一个定性不同的预测从GGA在实验相关区域的应变，而这两种近似给出合理的结果，为体相。我们讨论了这种差异的起源和相关的氧化物和金属磁性系统的标准方法的适用性。
2017-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles prediction of structure, energetics, formation enthalpy, elastic constants, polarization, and piezoelectric constants of AlN, GaN, and InN: comparison of local and gradient-corrected density-functional theory
采用平面波超软赝势方法，在交换相关泛函的LDA（局域密度）和GGA（广义梯度）近似下，从密度泛函理论中的第一性原理预测了氧化锌和纤锌矿III-V族氮化物AlN、GAN和InN的许多不同的体性质。除了结构和凝聚力，我们还研究了形成hoppies（预测缺陷溶解度和表面稳定性的关键成分），自发极化和压电常数（纳米结构建模的中心参数）和弹性常数。我们的研究证实了这两种密度泛函方法在描述III-V族氮化物（以及母种N $_2$、Al、Ga和In）的不同性质方面的相对优点，并使我们得出结论，与高精度技术（如多投影仪超软赝势或现代全电子方法）相关联的GGA近似在III-V族氮化物的研究中是优选的。
2000-11-25 cond-mat.mtrl-sci
An Exchange-Correlation Functional for Fast and Accurate Modeling of Ferroelectric Perovskites
King’s College London（伦敦国王学院）
该研究提出新型交换关联泛函C09x-PBEc，兼具准确性与计算效率，用其训练的机器学习原子间势可准确复现钛酸铅的铁电-顺电相变温度，性能优于基于GGA训练的模型。
2026-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological Dirac Semimetal Phase in Bismuth Based Anode Materials for Sodium-Ion Batteries
铋最近由于其高体积容量而引起了与Na离子电池阳极相关的兴趣。它与Na反应形成Na $_3$ Bi，这是具有非平凡电子结构的原型狄拉克半金属。基于密度泛函理论的第一性原理计算在理解Na $_3$ Bi和其他拓扑材料的迷人电子结构中起着关键作用。特别是，强约束和适当赋范（SCAN）元广义梯度近似（Meta-GGA）已显示出显着的改进，广泛使用的广义梯度近似（GGA）计划在捕捉能量，结构和电子性能的许多类别的材料。在这里，我们讨论的电子结构的Na $_3$ Bi的扫描框架内，并表明，由此产生的费米速度和{ \it s}带移周围的$Γ$点是在更好的协议与实验比相应的GGA预测。与早期的GGA结果相比，SCAN在Na $_3$ Bi中产生了纯自旋轨道耦合（SOC）驱动的狄拉克半金属态。我们的分析揭示了存在的拓扑相变从狄拉克半金属到一个平凡的带绝缘体相在Na $_{3}$ Bi $_{x}$ Sb $_{1-x}$合金的SOC的强度随Sb含量的变化，并提供了洞察的SOC在调制的Na $_3$ Bi的导电性能的作用。
2020-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Shift of Fermi level by substitutional impurity-atom doping in diamond and cubic- and hexagonal-boron nitrides II. Generalized Gradient Approximation
继第一篇论文（arXiv 1406.6204 v5）之后，我们使用KKR（Korringa-Kohn-Rostoker）方案，使用局域密度近似（LDA），确定了金刚石、立方氮化硼（cBN）和六方氮化硼（hBN）的费米能级处于价带最大值（VBM）或导带最小值（CBM）时的杂质原子浓度。本文用广义梯度近似代替LDA计算交换关联。金刚石的杂质原子是B和N，cBN的杂质原子是Be、Si和C，hBN的杂质原子是Be;在第一篇论文中，这些杂质原子通过增加杂质原子浓度而形成简并态。当费米能级位于VBM或CBM时，杂质原子浓度如下：（i）B浓度为0.27at.%在B掺杂的金刚石中，（ii）N浓度为0.25原子%在N掺杂金刚石中，（iii）Be取代B的浓度为0.88at.%在cBN中，（iv）Si取代B的浓度为0.06at.%在cBN中，（v）C取代B的浓度为0.07原子%，在cBN中，（vi）C取代N的浓度为0.88原子%，在cBN中，以及（vii）Be取代B的浓度为1.80原子%在hBN中。（iv）和（v）的值明显小于论文I中的相应值，但这归因于本文中使用的输入参数，因此得出的结论是，计算的浓度对所使用的GGA不敏感。
2014-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Hubbard-corrected DFT energy functionals: the LDA+U description of correlated systems
这篇综述文章的目的是评估Hubbard根LDA+U方法的描述能力，并澄清在何种条件下它可以被预期是最具预测性的。本文阐述了LDA+U的理论基础和相关材料研究的典型应用，讨论了其制定中使用的最相关的近似，并与其他方法进行了比较，也开发了类似的目的。公开的“问题”的方法进行了讨论，包括计算的电子耦合（Hubbard U），校正功能的精确表达和可能性使用LDA+U的其他类别的材料。文章的第二部分介绍了最近的扩展的方法，并说明了显着的改进，他们已经获得了几类不同的系统的描述。结论部分最后讨论了LDA+U未来可能的发展，以进一步扩大其预测能力和适用范围。
2013-09-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural, electronic, and thermodynamic properties of UN: Systematic density functional calculations
采用局域密度近似（LDA）+ \emph{U}和广义梯度近似（GGA）+ \emph{U}方法，对UN的晶格参数、电子结构和热力学性质进行了系统的第一性原理研究.为了正确地描述U $5f$电子中的强相关性，我们优化了\emph{U}参数，以计算总能量，晶格参数和体积模量，在铁磁（NM），铁磁（FM）和反铁磁（AFM）配置。我们的结果表明，通过选择在GGA+ \emph{U}方法中的2 eV左右的Hubbard \emph{U}，它是有希望的正确和一致地描述UN的上述性质。电子分析表明，UN的有效电荷可用U $f$ N $^{1.71-}$表示.在热力学研究方面，声子色散说明了UN的稳定性，并利用准谐近似进一步预测了晶格振动能、热膨胀和比热。我们计算的比热与实验结果吻合得很好。
2010-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Accuracy of generalized gradient approximation functionals for density functional perturbation theory calculations
我们评估的有效性，各种交换相关泛函计算的结构，振动，介电和材料的物理性质的密度泛函微扰理论（DFPT）的框架。我们考虑五个广义梯度近似（GGA）泛函（PBE，PBESol，WC，AM 05和HTBS）以及局域密度近似（LDA）泛函。我们研究了各种各样的材料，包括半导体（硅），金属（铜），和各种绝缘体（SiO $_2$ $α$ -石英和stishovite，ZrSiO $_4$锆石，和MgO方镁石）。对于结构性质，我们发现PBESol和WC最接近实验，AM 05表现仅略差。与HTBS相比，所有三种官能度实际上都比LDA和PBE有所改善，HTBS显示出对于$α$ -石英显著失效。对于振动和折射率性质，LDA表现得令人惊讶地非常好。在大多数测试情况下，它的性能明显优于PBE，也优于WC、PBESol和AM 05功能，尽管幅度较小（并且不利于结构参数）。另一方面，HTBS表现也不佳的振动量。对于介电性质，不能提出任何泛函。它们都（i）由于众所周知的带隙问题而无法再现电子介电常数，以及（ii）倾向于高估振荡器强度（因此高估静态介电常数）。
2013-09-18 cond-mat.mtrl-sci
X-ray photoemission spectrum, electronic structure, and magnetism of UCu$_2$Si$_2$
本研究测量了铁磁化合物UCu$_2$Si$_2$的X射线光电子能谱，并通过LDA、GGA及GGA+U方法计算理论光谱，与实验吻合，同时自旋极化计算给出的磁矩与实验值一致。
2025-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Fermi-Löwdin orbital self-interaction correction using the strongly constrained and appropriately normed meta-GGA functional
尽管密度泛函近似（DFAs）在描述多电子系统的电子性质方面取得了成功，但最广泛使用的近似存在自相互作用误差（SIE），这限制了其预测能力。在这里，我们描述了从强约束和适当赋范（SCAN）元广义梯度近似（GGA）使用费米-Lowdin轨道自相互作用校正（FLOSIC）方法去除SIE的影响。FLOSIC是Perdew-Zunger自相互作用修正（PZ-SIC）形式主义的一个尺寸扩展实现。我们发现，FLOSIC-SCAN计算需要仔细处理的数值细节，并描述了一个集成网格，产生可靠的精度与这种方法。我们研究了FLOSIC-SCAN的性能，用于预测各种属性，并发现它在几乎所有情况下都比FLOSIC-LDA和FLOSIC-PBE提供了更好的结果。它也给出了更好的预测比扫描轨道能量和离解能的自相互作用的影响是已知的重要，但总能量和原子化能量更糟。对于这些属性，我们还研究了在SCAN泛函中使用自洽的FLOSIC-SCAN密度，并发现这种DFA@FLOSIC-DFA方法与纯自洽的SCAN计算相比，产生了更好的结果。因此，如果使用SCAN@FLOSIC-SCAN方法，则在SIE占主导地位的情况下，甚至在SIE不占主导地位的情况下，FLOSIC-SCAN提供优于父SCAN函数的改进结果。
2019-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
