Spin-dependent exchange-correlation energy functionals in use today depend on the charge density and the magnetization density: $E_{\rm xc}[ρ,{\bf m}]$. However, it is also correct to define the functional in terms of the curl of ${\bf m}$ for physical external fields: $E_{\rm xc}[ρ,\nabla\times{\bf m}]$. The exchange-correlation magnetic field, ${\bf B}_{\rm xc}$, then becomes source-free. We study this variation of the theory by uniquely removing the source term from local and generalized gradient approximations to the functional. By doing so, the total Kohn-Sham moments are improved for a wide range of materials for both functionals. Significantly, the moments for the pnictides are now in good agreement with experiment. We also predict dramatic differences in the spatial geometry of ${\bf B}_{\rm xc}$ for the pnictides. Our source-free method is simple to implement in all existing density functional theory codes.
Water on BN doped benzene: A hard test for exchange-correlation functionals and the impact of exact exchange on weak binding
密度泛函理论（DFT）对弱相互作用复合物的研究主要集中在范德华色散力的重要性上，而对交换作用的研究则少之又少。在这里，通过利用水和硼和氮掺杂的苯衍生物（1，2-氮杂硼）之间的微妙的结合，我们展示了如何精确的交换可以改变复杂的结合构象。基准值已经计算了三个方向的水单体的1，2-氮杂硼杂环从明确相关的量子化学方法，我们也使用扩散量子蒙特卡罗。对于一个流行的DFT交换相关泛函的主机，我们表明，缺乏确切的交换导致错误的最低能量方向的水对1，2-氮杂硼杂环。因此，我们建议，高比例的确切交换和相关的电子结构的改善可能需要掺杂表面上的物理吸附位点和复杂的有机分子的准确预测。同时，为了预测正确的绝对相互作用能，需要通过色散包含泛函来增强对交换的准确描述，并且某些非局部范德华泛函（optB 88-和optB 86 b-vdW）对于绝对相互作用能表现得非常好。通过与水在苯和环硼氮烷（B $_3$ N $_3$ H $_6$）上的比较，我们表明这些结果可能对水与掺杂石墨烯表面的相互作用具有影响，并提出了调节相互作用能的可能方式。
Dynamical Exchange Interaction From Time-Dependent Spin Density Functional Theory
基于含时非共线自旋密度泛函理论，对双中心磁性分子复合物的含时自旋动力学进行了{ \it ab initio}模拟。特别地，我们讨论了如何将{ \it ab initio}自旋密度在时域中的动力学行为映射到基于经典海森堡自旋-自旋相互作用$J\vcr{S}_1\cdot \vcr{S}_2$的模型哈密顿量上.通过分析个人的局域自旋轨迹，从自旋密度演化中提取，我们展示了一种新的方法来评估有效的海森堡交换耦合常数，$J$，从第一原理模拟。我们发现，$J$，在这样一个新的动力学方法提取，同意定量的标准密度泛函理论破缺对称方案计算。
