On the Action Formalism of Time-dependent Density-functional Theory
Runge-Gross [E. Runge和E. K.联合格罗斯，物理学评论快报，52，997（1984）]依赖于时间的密度泛函理论的作用泛函导致一个众所周知的因果悖论，即，未来电子密度的扰动影响当前系统的响应。这个悖论是由Dirac-Frenkel变分原理的不一致应用引起的。鉴于最近的解决方案，这个问题，龙格和格罗斯在其制定的时间相关的密度泛函理论的作用功能进行了分析的Keldysh轮廓技术的背景下。随时间变化的电子密度，以及因果关系的概念，扩展到轮廓。我们推导出一个变分方程，服从因果关系，并涉及交换相关势与其内核，和功能的衍生物的交换相关作用功能相对于密度。结果表明，绝热局域密度近似是该方程的相容解，并由此导出含时优化势方法，该方法可用于寻找新的交换关联势近似方法，避免因果关系困境.
2013-05-20 physics.chem-ph
Meta-GGA density functional calculations on atoms with spherically symmetric densities in the finite element formalism
本文将原子密度泛函计算从LDA、GGA和HF扩展到meta-GGA，采用广义Kohn-Sham方案和有限元高阶基函数，系统评估了近期meta-GGA泛函的数值良态性、基组截断误差及密度阈值处理对总能量收敛的影响。
2023-04-26 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
Mixed Stochastic-Deterministic Density Functional Theoretic Decomposition of Kubo-Greenwood Conductivities in the Projector Augmented Wave Formalism
该研究利用 mDFT 计算暖稠密物质中碳、氢、铍混合物的光导率，并通过分解 Onsager 系数揭示确定性、随机及混合电子跃迁的贡献。
2025-10-03 astro-ph.HE cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Photo-induced reactions from efficient molecular dynamics with electronic transitions using the FIREBALL local-orbital density functional theory formalism
大分子体系中光诱导过程的计算机模拟是一个非常具有挑战性的问题。在这里，我们提出了一个详细的描述，我们实施的分子动力学与电子跃迁算法内的本地轨道密度泛函理论代码火球，适合于这些问题的计算研究。我们的方法能够模拟数百个轨迹的光诱导反应机制;因此，可以计算出大量统计上显著的集合，以准确地表示反应曲线。作为这种方法的应用的一个例子，我们报告的[2+2]环加成的乙烯与马来酸酐和[2+2]光诱导聚合反应的两个C60分子的结果。我们确定了不同的失活通道的初始电子激发，取决于从LUMO到HOMO的电子跃迁的时间，和过渡后的HOMO的字符。
2014-08-26 physics.chem-ph physics.comp-ph
Cyclic- and helical-symmetry-adapted phonon formalism within density functional perturbation theory
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院罗尔基分校）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文提出一种第一性原理框架，用于计算具有循环和/或螺旋对称性的纳米结构的声子。通过变分和对称适应的密度泛函微扰理论框架，推导出动态矩阵的循环和螺旋对称适应表示，并计算了圆柱形几何的声学求和规则。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-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
The Bethe-Salpeter Equation Formalism: From Physics to Chemistry
Bethe-Salpeter方程（BSE）形式主义是稳定地断言自己作为一个新的有效和准确的工具，在合奏的计算方法，以预测分子系统中的光激发化学家。特别是，结合所谓的$GW$近似，提供可靠的电离能和电子亲和力，和BSE形式主义，能够模拟UV/Vis光谱，已被证明提供准确的单重激发能与$0.1$ - $0.3$ eV的典型误差。与时间相关密度泛函理论（TD-DFT）的计算成本相似，BSE能够提供与最准确的全局和范围分离的混合泛函相当的精度，而无需对交换相关泛函进行令人不安的选择，解决了进一步的已知问题（\textit{e.g.}，电荷转移激发）。在这篇\textit{Perspective}文章中，我们提供了BSE的历史概述，特别关注其凝聚态根源。我们还建议在不同的化学品情况下，它的优点和缺点的关键审查。
2020-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
A new Green's function formalism for kinetic energy density functional for atomic and molecular system: Emergence of $N-$dependence using model potentials
本文提出一种基于 Green 函数的精确动能密度泛函形式体系，通过新颖微扰级数支持系统改进，并在模型势中再现正确的动能 $N$-依赖性。
2024-10-29 physics.chem-ph
Including of triple excitations in the relativistic coupled-cluster formalism and calculation of Na properties
本文提出了一种实用的高精度相对论计算单价原子原子结构的方法。该方法以耦合团簇理论为基础，包括对来自核的单、双激发以及涉及价电子的单、双、三重激发的非微扰处理，核电子的三重激发包含在四阶多体微扰理论中。此外，从断开的激励的贡献被纳入。矩阵元素的求值包括图的线和顶点的全阶修饰。由此产生的矩阵元素的形式主义是完整的，通过第四阶和总结某些链的图的所有订单。与发展的方法，我们计算的去除能，磁偶极子超精细结构常数A和电偶极子振幅。实验结果表明，对3s_1/2和3p_1/2态的超精细常数的计算精度优于0.1%。计算得到的3s_1/2 - 3p_1/2;3/2跃迁的偶极振幅与实验值符合得很好，精确度为0.05%。
2005-11-09 physics.atom-ph physics.chem-ph
Localized operator partitioning method for electronic excitation energies in the time-dependent density functional formalism
我们扩展了局部算子划分方法（LOPM）[J. Nagesh，A.F. Izmaylov和P. Brumer，J.Chem.Phys.142，084114（2015）]的方法应用于时间依赖性密度泛函理论（TD-DFT）框架，以严格的方式划分激发态的分子电子能量。使用Stratman-Scuseria-Frisch原子分配将分子碎片定义为原子的集合。一个数值上有效的计划，用于评估的片段激发能，来自采用分辨率的身份，以保持标准的一个和两个电子的积分在最终的表达式。这种分配方法的效用是通过检查两个双发色团化合物的几个激发态：9-（（1-萘基）-甲基）-蒽和4-（（2-萘基）-甲基）-苯甲醛。的LOPM被发现提供不平凡的见解的性质，电子能量本地化，是无法访问使用简单的密度差分析。
2016-09-05 physics.chem-ph
Excited-State Density-Functional Theory Revisited: on the Uniqueness, Existence, and Construction of the Density-to-Potential Mapping
利用广义约束搜索方法研究了与时间无关的密度泛函理论中激发态的密度-势映射问题。在Görling，Levy-Nagy，Samal-Harbola和Ayers-Levy的激发态统一约束搜索形式的框架内，解释了任意给定密度的势的多重性和密度-势映射的唯一性。Samal-Harbola准则的扩展及其与广义约束搜索形式主义的联系在密度-势映射的存在性和唯一性的背景下被揭示。所提出的标准和广义绝热连接之间的密切联系进一步阐述，以保持所需的映射在严格相关的制度完好无损。通过模型系统的统一约束搜索形式主义的例子，以证明似乎矛盾的结果，迄今报道既不是缺乏Hohenberg-Kohn定理的真实确认，也不是有效的表示违反Gunnarsson-Lundqvist定理的激发态。因此，误导性的解释之间的微妙差异的基态和激发态密度泛函形式主义的例证。
2015-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Bypassing the energy functional in density functional theory: Direct calculation of electronic energies from conditional probability densities
密度泛函计算可能会因为缺乏精确的交换相关近似而失败。相反，能量可以从条件概率的密度泛函计算（CP-DFT）序列中提取。简单的CP近似在所有温度下对双电子离子、氢二聚体和均匀气体产生有用的精确结果。CP-DFT对于一个电子没有自相互作用误差，并且正确地解离H2，这两个主要挑战。对于热稠密物质，经典CP-DFT计算可以克服Kohn-Sham DFT的收敛问题。
2020-10-21 physics.chem-ph physics.comp-ph
Excited-State-Specific Kohn-Sham Formalism for the Asymmetric Hubbard Dimer
本文将基态Kohn-Sham形式推广到非对称Hubbard二聚体的激发态，揭示第一激发态密度缺乏非相互作用v-可表示性，并证明可通过复值外势及态特定KS计算处理，同时指出近似泛函可能导致虚假驻定解。
2025-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el nucl-th
Kohn-Sham calculations combined with an average pair-density functional theory
本文评述了最近发展起来的一种将Kohn-Sham计算与"平均对密度泛函理论“相结合的形式，并导出了进入这种形式的有效电子-电子相互作用的一些新性质.在此框架下，初步构造了一个完全自洽的方案。
2006-11-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Few-body reference data for multicomponent formalisms: Light nuclei molecules
本文介绍了几种电子-轻核系统的全量子统计能量学。这是通过路径积分蒙特卡罗方法完成的。研究了核质量变化对能量学的影响。所得结果可为轻核体系的多组分密度泛函理论计算提供参考数据。此外，这里报告的结果将使今天的电子核能泛函，其中轻核的描述是最具挑战性的，特别是更好的拟合。
2012-08-10 physics.chem-ph
Nonperturbative Open Quantum Dynamics Bypass Influence Functional
本文提出一种基于 Wick 收缩构建层级运动方程的有序矩方法，绕过 Feynman-Vernon 影响泛函形式，为精确求解开放量子动力学提供了更直观的框架，并扩展了理论在非线性系统-浴耦合场景中的适用性。
2025-04-29 physics.chem-ph quant-ph
Fermi Orbital Derivatives in Self-Interaction Corrected Density Functional Theory: Applications to Closed Shell Atoms
最近Perdew-Zunger自相互作用修正（SIC）的密度泛函形式主义（佩德森，Ruzsinszky，Perdew）的修改提供了一个框架，明确恢复酉不变的总能量的表达式。形式主义依赖于Lowdin正交归一化费米轨道（Luken等人）的建设，参数依赖于变分准经典电子位置。这些准经典电子的位置，所需的自相互作用校正能量的有效最小化的衍生物，推导和测试在这里的原子。用PW 92 LDA泛函计算了相关性不太重要的闭壳层原子的总能量和电离能，结果与实验和非相对论量子蒙特卡罗（QMC）结果非常吻合。
2014-12-13 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Relativistic Self-Consistent $GW$: Exact Two-Component Formalism with One-Electron Approximation for Solids
基于单电子近似（X2C1 e）和非相对论库仑相互作用下的精确二分量形式，提出了固体的相对论自洽$GW$公式.我们的理论使我们能够研究标量相对论效应，自旋轨道耦合，以及相对论效应与电子关联的相互作用，而无需可调参数。我们的全电子实现是完全$ab$ $initio$，不需要从原子计算构建的赝势。我们检查的X2C1e近似的效果比较，建立四个组件的形式主义，并达到很好的协议。X2C1e的简单性使得在微扰计算的基础上可以构建更高阶的理论，例如嵌入理论。
2022-05-19 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Avoiding the 4-index transformation in one-body reduced density matrix functional calculations for separable functionals
单体约化密度矩阵（1 RDM）泛函理论的一个主要计算瓶颈是近似1 RDM泛函及其导数的计算。原因是更高级的近似泛函几乎完全定义在自然轨道基中，因此双电子积分的4指数变换似乎是不可避免的。我将证明，这是不是这种情况下，所谓的可分离泛函可以更有效地评估，即只有在立方成本的基础大小。由于大多数近似泛函实际上是可分离的，这种新算法是一个重要的发展，使1 RDM功能理论计算的大型电子系统是可行的。
2016-02-10 cond-mat.other physics.chem-ph physics.comp-ph
Calculation of chemical reaction energies using the AM05 density functional
我们目前的结果，比较准确的AM 05密度泛函的一组化学反应能。这些反应是由众所周知的G2测试套件中的单态物质产生的。我们的研究结果表明，在一般情况下，AM 05功能执行以及其他“纯”密度泛函，但没有这些执行以及混合B3 LYP功能。然而，这些结果是令人鼓舞的，因为AM 05功能来自非常简单的假设，并不需要计算的Hartree-Fock交换积分。
2009-10-29 physics.chem-ph
A comprehensive, self-contained derivation of the one-body density matrices from single-reference excited-state calculation methods using the equation-of-motion formalism
在这方面的贡献，我们审查在一个严格的，但全面的方式评估的单体约化密度矩阵来自最常用的单参考激发态计算方法的框架内的运动方程形式主义。这些方法分为两种类型：那些涉及耦合的退激运营商的单激发过渡运营商，和那些不涉及这样的耦合。对于激发态的多体辅助波函数的情况也作了讨论。对于这些方法中的每一种，我们感兴趣的是导出单体跃迁和差分密度矩阵的元素，并突出它们的特定结构。这是通过应用涉及单决定子量子电子态的积分分解来实现的，其中两对或三对第二量子化算符可以作用于单决定子量子电子态。这样的分解已经根据威克定理的推论完成，这是在一个全面和详细的方式。还给出了一个评论的后果，使用的运动方程制定在这方面，和两种类型的激发态计算方法（有和没有耦合的激发到退激）最后从他们的过渡和差分密度矩阵的结构的角度进行了比较。
2021-04-15 physics.chem-ph
Density Functional Theory Calculations for Spin Crossover Complexes
密度泛函理论（DFT）为分子和晶体的电子结构的有效和相当精确的计算提供了理论框架。密度泛函理论的主要特点进行了描述和DFT方法进行了比较，基于波函数的方法，如Hartree-Fock方法。本文综述了密度泛函理论在自旋交叉络合物中的应用，穆斯堡尔参数的计算，振动模式和高自旋和低自旋异构体之间的熵，振动能和总电子能量的差异。
2012-06-11 physics.chem-ph
Understanding and reducing errors in density functional calculations
我们分解任何变分DFT计算的能量误差的贡献，由于近似的功能，由于近似密度。通常情况下，函数误差占主导地位，但在许多有趣的情况下，密度驱动的误差占主导地位。例子范围从计算电子亲合势到溶液中离子和自由基的优选几何形状。在这些异常情况下，DFT误差可以通过使用更精确的密度来大大减小。一个小的轨道间隙往往表明一个重大的密度驱动的错误。
2013-07-29 cond-mat.other physics.chem-ph
Ensemble density functional theory of excited states: Exact N-centered formalism and practical opportunities
Laboratoire de Chimie Quantique, Institut de Chimie, CNRS / Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学化学研究所量子化学实验室）；University of Strasbourg Institute for Advanced Study（斯特拉斯堡大学高等研究院）；Université de Lorraine, CNRS, LPCT（洛林大学CNRS LPCT）
本文探讨了精确的N中心集合DFT理论，提出三种新策略以实现实际计算工具，包括设计集合密度泛函近似、探索准退化集合密度泛函微扰理论以及推广量子浴概念，为激发态的精确量子嵌入理论奠定基础。
2026-04-13 physics.chem-ph
Benchmark calculations for reduced density-matrix functional theory
约化密度矩阵泛函理论（RDMFT）是研究电子关联问题的一种新方法。像标准的密度泛函理论一样，它包含一个未知的交换相关泛函，在过去的几年里已经提出了几个近似。在这篇文章中，我们基准的一些这些泛函在一个扩展的一组分子的总能量和原子化能量。我们的研究结果表明，最新的RDMFT泛函给出了非常令人满意的结果相比，更涉及量子化学和密度泛函方法。
2008-01-22 physics.chem-ph
Avoiding Unbound Anions in Density Functional Calculations
收敛的近似密度泛函计算通常不结合阴离子，由于大的自相互作用误差。但Hartree-Fock计算没有这样的问题，产生负HOMO能量。最近提出的一个计划，用于计算DFT能量HF密度的分子工作得很好，比常见的做法，限制基组，除了CN的情况下，HF密度是太不准确，由于自旋污染。
2011-03-23 cond-mat.other physics.chem-ph
