Short-range exchange and correlation energy density functionals: beyond the local density approximation
我们提出的近似超出了局部密度近似的短程交换和相关密度泛函出现在一个多行列式扩展的Kohn-Sham计划。第一近似包括在相关函数中局部定义相互作用的范围。另一种更常规的近似是基于短程交换相关泛函的梯度展开。最后，我们还测试了短程广义梯度近似扩展Perdew-Burke-Ernzerhof交换相关功能的短程相互作用。
2004-10-18 physics.atom-ph physics.chem-ph
Strong correlations in density-functional theory: A model of spin-charge and spin-orbital separations
众所周知，当描述一维中强关联的密度分布时，电子分离成自旋子和特征子，即自旋-电荷分离，起着决定性的作用。在这篇手稿中，我们通过考虑第三个电子分馏的模型来扩展调查：分离成自旋子，characters和轨道-最后一个与电子轨道自由度相关。具体地说，我们处理交换相关（XC）密度泛函的两个严格的约束：（i）最高占用（HO）Kohn-Sham（KS）本征值的分数电子数的恒定性，和（ii）他们的整数不连续性。通过一维（1D）离散的Hubbard链和1D氢分子的连续，我们发现，自旋-电荷分离产生几乎恒定的HO KS本征值，而自旋-轨道对应物可以是决定性的，当描述在强相关XC势的衍生物不连续性。
2014-04-04 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Ghost interaction correction in ensemble density-functional theory for excited states with and without range separation
当使用近似的交换相关泛函时，包层密度泛函理论（eDFT）会受到所谓的“鬼相互作用”误差的影响。在这项工作中，我们提出了一个严格的鬼相互作用校正（GIC）计划的范围分离的eDFT的上下文中。该方法依赖于一个精确的分解的系综短程交换相关能成一个多行列式的精确交换项，其中涉及到远程相互作用的系综密度矩阵，而不是Kohn-Sham（KS）的，和一个互补的密度泛函相关能。推导了后者的广义绝热连接公式。为了进行实际的计算，互补相关功能已被简单地模拟其基态局域密度近似（LDA），而远程相互作用的基态和激发态波函数已获得自洽结合长程组态相互作用计算与短程LDA潜在的。我们表明，GIC减少了曲率的近似距离分离的系综能量急剧，同时提供了相当多的更准确的激发能，即使是电荷转移和双激发。有趣的是，该方法在标准KS-eDFT的上下文中也表现良好，当范围分离参数被设置为零时，该方法被恢复。
2016-06-03 physics.chem-ph
Calibration of the Many-Body Dispersion Range-Separation Parameter
最近的工作表明，一个完整的多体处理的非共价相互作用，如多体分散（MBD）的方法，是至关重要的精确建模的结构和能量的许多分子系统与密度泛函理论（DFT）。为了避免重复计算DFT和MBD校正的相关贡献，通常采用单参数范围分离方案。因此，将MBD校正耦合到给定的交换相关泛函需要校准距离分离参数。我们通过对S66 x8基准集进行优化，对24个流行的DFT泛函进行了校准。此外，我们报告了一个线性方程，预测接近最佳的范围分离参数，仅依赖于类的交换功能和梯度增强因子的值。当采用校准的MBD校正时，所考虑的大多数交换相关泛函能够在S66 × 8组中与CCSD（T）/CBS相互作用能达到优于1 kcal/mol平均绝对误差的一致性。
2016-05-19 physics.chem-ph physics.comp-ph
Multi-configuration time-dependent density-functional theory based on range separation
将多组态距离分离密度泛函理论推广到含时体系。一个精确的变分公式推导。然后考虑将远程多配置自一致场（MCSCF）处理与绝热短程密度泛函（DFT）描述相结合的近似。将所得到的含时多组态短程密度泛函（TD-MC-srDFT）模型应用于H2、Be和二茂铁的单重态激发能的计算，同时考虑了短程局域密度（srLDA）和广义梯度（srGGA）近似.与常规TD-DFT相比，TD-MC-srDFT可以描述双激发。正如预期的那样，当用MCSCF模型代替Pernal最近提出的绝热Buijse-Baerends密度矩阵泛函[K. Pernal，J.Chem.Phys.136，184105（2012）]，改进了对Be中的1^1 D双激发态和拉伸H2分子中的1^1 π ^+_u态的描述，尽管后者仍然被显著低估。探索性的TD-MC-srDFT/GGA计算二茂铁产量一般激发能至少与TD-DFT/CAM-B3 LYP一样好，并优于波函数（TD-MCSCF，对称性适应集群配置相互作用）和TD-DFT结果的基础上LDA，GGA，和混合泛函。
2013-01-14 physics.chem-ph
Linear-response time-dependent density-functional theory with local range separation: Core and valence resonances of the neon atom
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本研究针对氖原子光电离谱，评估双参数范围分离函数的局域范围分离杂化LRSH方法，发现其能合理描述价/芯共振能量，仅芯共振寿命因双激发问题被严重高估。
2026-08-17 physics.chem-ph physics.comp-ph
Using a High-Throughput Screening Algorithm and relativistic Density Functional Theory to Find Chelating Agents for Separation of Radioactive Waste
冷战时期核武器生产遗留下来的危险放射性废物继续污染着美国各地的16个地点。尽管在净化这些场所中存在许多挑战和障碍，但与这种废物的清理相关的两个特别困难的任务是从含有其他锕系元素和非锕系元素的溶液的剩余部分中提取和分离锕系元素。通过设计与锕系元素形成稳定络合物的新螯合剂，并通过研究螯合剂与锕系元素之间的相互作用，可以开发用于进行这些分离的有效方法。在这项工作中，新的螯合剂（或配体）的潜力，以促进放射性废物的分离设计的Th，Pa和U使用相对论密度泛函理论（DFT）结合高通量算法。我们表明，这两种方法可以有效地结合起来，以加速发现和设计新的配体分离的放射性锕系元素。我们用这种方法测试的主要假设是，可以调整次级配位球（SCS）的强度以增加与不同锕系元素结合的选择性。更具体地说，我们表明，通过共价相互作用连接两个儿茶酚酰胺配体的链接，然后添加到增加的复杂的整体稳定性。当在配体之间使用非共价相互作用时，也观察到选择性增加的效果。我们将这种方法应用于Th，Pa和U，并发现可以与其他配体一起使用的接头。
2018-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Range-separated multideterminant density-functional theory with a short-range correlation functional of the on-top pair density
我们引入了一个近似的短程关联能量泛函涉及的范围分离的密度泛函理论的变种与多de-terminantal参考。这种近似是一个局部的密度，密度梯度，和对顶部的密度，局部插值之间的标准Perdew-Burke-Ernzerhof相关功能在消失的距离分离参数和已知的精确渐近展开在大距离分离参数。当结合（选定的）组态相互作用计算的长程波函数，这种近似给出了准确的解离能曲线的H2，Li 2和Be 2分子，因此出现作为一个有前途的方法来准确地占静态相关的距离分离密度泛函理论。
2019-01-24 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
Relativistic short-range exchange energy functionals beyond the local-density approximation
在非对近似下，利用Dirac-Coulomb哈密顿量，我们发展了四分量相对论距离分离密度泛函理论的相对论短程交换能泛函。我们展示了如何改进短程局域密度近似交换泛函的大范围分离参数通过使用顶部交换对密度作为一个新的变量。我们还开发了一个相对论短程广义梯度近似交换泛函，进一步提高了小距离分离参数的精度。氦，铍，氖，氩等电子系列高核电荷的测试表明，后者的功能给出了交换能量的最大相对百分误差为3%。这一交换泛函的发展为四组分相对论距离分离密度泛函理论在重元素化合物中的应用向前迈进了一步。
2020-06-12 physics.chem-ph physics.comp-ph
Local density approximation for long-range or for short-range energy functionals?
密度泛函方法被开发出来，其中库仑电子-电子相互作用被分成长程和短程部分。在这样的方法中，一项使用传统的密度泛函近似计算，如局部密度近似。本文试图通过比较局域密度近似的准确性与He原子的精确结果，来阐明最佳的方法。
2006-05-02 physics.chem-ph
A short-range correlation energy density functional with multi-determinantal reference
我们引入了一个短程关联密度泛函，它是在基于库仑电子-电子相互作用长程/短程分解的密度泛函理论的Kohn-Sham方案的多行列式扩展中使用的。我们构造了这个泛函的局域密度近似，并讨论了它在He原子上的性能。
2006-11-21 physics.chem-ph physics.comp-ph
Scaling relations, virial theorem and energy densities for long-range and short-range density functionals
在密度泛函理论的框架下，我们将库仑电子-电子相互作用分解为长程和短程两部分，导出了一些标度关系和相应的维里定理.我们研究了局域密度近似的行为在高密度极限的长程和短程泛函进行了详细的分析的相关能量的均匀电子气相互作用，通过一个远程只有电子-电子排斥。讨论了交换和关联能量密度的可能定义，并举例说明。
2006-05-02 physics.chem-ph
Range separation combined with the Overhauser model: Application to the H$_2$ molecule along the dissociation curve
将密度泛函理论与其他方法相结合，通过将电子-电子相互作用分离为短程和长程贡献（射程分离）来解决多电子问题，是一种成功的策略，近年来引起了越来越多的兴趣。在这里，我们专注于一个范围分离的方法，其中只有短程相关能量需要近似，我们的模型内的“扩展Overhauser方法”。我们认为H $_2$分子沿解离曲线的典型情况下，发现令人鼓舞的结果。利用非常精确的变分波函数，我们还研究了为了得到标准Kohn-Sham密度泛函理论的精确关联能，在Overhauser模型中出现的有效电子-电子相互作用应该是怎样的。
2008-09-26 cond-mat.other physics.chem-ph
Four-component relativistic range-separated density-functional theory: Short-range exchange local-density approximation
我们使用狄拉克-库仑-布赖特哈密顿量在非对近似下，将距离分离的密度泛函理论扩展到四分量相对论框架。这种形式主义结合了一个波函数方法的电子-电子相互作用的长程部分与密度（电流）functionalfor短程部分的相互作用。我们构造了一个短程交换局域密度近似的基础上计算的相对论性均匀电子气与一个修改的库仑-Breitectron电子相互作用。更具体地说，我们提供了相对论性均匀电子气的相对论性短程库仑和Breit交换能量每粒子的Pade近似的形式，这是系统地改进到任意精度。这些量，以及相关的有效库仑-布赖特交换空穴，显示了相对论对高密度短程交换效应的重要影响。
2018-12-05 physics.chem-ph
Origin of reversible photo-induced phase separation in hybrid perovskites
发生在功能材料中的非平衡过程可以显著影响器件效率，并且由于所涉及的长度和时间尺度的广泛范围而通常难以表征。特别地，混合卤化物混合钙钛矿对于光电子学是有希望的，然而卤化物在光激发时可逆地相分离，显著地改变器件性能。通过结合纳米级成像和多尺度建模，我们阐明了这种现象的机制，表明光生极化子诱导的局部应变促进卤化物相分离，并导致光稳定的碘化物丰富的集群的成核。这种效应依赖于混合材料独特的机电性能，其特征既不是单独的有机成分，也不是单独的无机成分。一般来说，利用杂化材料中的光致相分离和其他非平衡现象，可以为扩大传感、光开关、光存储和能量存储方面的功能应用提供新的机会。
2016-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Density Matrix Renormalization Group with Efficient Dynamical Electron Correlation Through Range Separation
我们提出了一种新的基于距离分离概念的混合多构型方法，该方法将密度矩阵重整化群方法与密度泛函理论相结合。这种新方法是为同时描述多组态电子结构问题中的动态和静态电子关联效应而设计的。
2015-05-28 cond-mat.str-el physics.chem-ph physics.comp-ph
Closed-shell ring coupled cluster doubles theory with range separation applied on weak intermolecular interactions
我们探讨了不同的变体的随机相位近似（RPA）的相关能量来自闭壳环图近似耦合集群双打理论。我们在范围分离的密度泛函理论中实现了这些变体，即通过将远程随机相位近似与短程密度泛函近似相结合。我们对稀有气体二聚体He_2、Ne_2和Ar_2以及Jurecka等人[Phys. Chem. Chem. Phys. 8，1985（2006）]的S22组的弱相互作用分子复合物进行了测试。这两个最佳变体对应于最初由Szabo和Ostlund提出的变体[J. Chem. Phys. 67，4351（1977）]。与范围分离，他们达到平均绝对误差的平衡相互作用能的S22集约0.4千卡/摩尔，对应于平均绝对百分比误差约4%，与aug-cc-pVDZ基组。
2011-08-31 physics.chem-ph physics.comp-ph
Properties of short-range and long-range correlation energy density functionals from electron-electron coalescence
将密度泛函理论与其他方法结合起来，通过将电子-电子相互作用分解为短程和长程贡献来解决多电子问题，是一种很有前途的方法，近年来引起了越来越多的关注。在这项工作中，相应的相关能量泛函的一些性质，推导出通过研究电子-电子聚结条件的修改（仅长程）相互作用。本文导出了一个一般的顶面（零电子-电子距离）电子对密度关系式，并举例讨论了它的实用性。对于均匀电子气的特殊情况下，一个简单的参数化的顶部对密度的长程相互作用，并支持内的“扩展Overhauser模型”的计算。研究结果可用于建立自相互作用修正的短程关联能泛函。
2006-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
An analysis of van der Waals density functional components: Binding and corrugation of benzene and C60 on boron nitride and graphene
采用密度泛函理论和非局域关联泛函vdW-DF方法研究了苯和C60在石墨烯和氮化硼（BN）表面的吸附行为.通过比较这些系统，我们可以系统地研究它们的吸附性质和两个功能版本vdW-DF 1和vdW-DF 2之间的差异。C60分子的较大尺寸使其比苯更强地结合到表面，但分子和片层之间的界面在性质上是相似的。结合分离对vdW-DF中使用的交换变体比对相关版本更敏感。这一结果与势能曲线（PEC）的交换和相关分量有关。我们发现，一个温和的偶极子形式的C60在石墨烯上，不同于其他吸附系统。我们发现，该转换器是非常敏感的变体或版本的vdW-DF使用，特别是交换。此外，我们表明，这种敏感性间接通过改变vdW-DF变体引起的结合分离的变化而产生。基于我们的研究结果，我们提出了一个协调一致的理论-实验方法来评估交换和相关的物理吸附的贡献。使用DFT计算，可以将最佳分离联系起来，使我们能够提取吸附能的交换相关部分。与表面具有相同界面但具有不同几何形状的分子可以反过来阐明范德华力的作用。
2013-03-02 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
Combining Density Functional Theory and Density Matrix Functional Theory
我们将密度泛函理论与密度矩阵泛函理论结合起来，以获得两全其美的结果。这是通过电子相互作用的范围分离来实现的，其允许将短程密度泛函与长程密度矩阵泛函严格地结合。短程密度泛函近似于Perdew-Burke-Ernzerhof泛函（srPBE）的短程版本。长程密度矩阵泛函近似的Buijse-Baerends功能（lrBB）的长程版本。所得到的srPBE+lrBB方法准确地描述了静态和动态电子相关的计算成本类似的标准密度泛函近似。H $_{2}$、LiH、BH和HF分子的解离曲线显示了这一点。
2010-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
