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yzxqdu

新虫 (初入文坛)

[交流] 求助(关于局域密度近似)

请教各位,帮忙具体讲一下局域密度近似(LDA),谢谢!
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zhfzh

木虫 (正式写手)

呵呵

Hartree-Fock理论和密度泛函理论的最大差别就是密度泛函理论中用交换关联能Exc(Exchange-correlation energy)代替了Hartree-Fock理论中的关联项。根据密度泛函理论,此交换关联能Exc是电子密度的泛函。交换关联势(Exchange-correlation potential)是交换关联能对居域电子密度的导数。对于均匀电子气,交换关联势是电子密度的函数。对于非均匀的电子气,交换关联势还取决于该点附近电荷密度的导数。通常的,关联交换势可以写成对电子密度N阶的导数的一个泛函。但是此泛函的精确形式通常是未知的。

对相关能的最简单的处理方法就是Kohn-Sham提出的局域密度近似(Local Density Approximation),LDA近似认为,一个电子在电子气r上时的交换相关能Exc和密度在r处相等的均匀电子气的交换相关能相同,即认为总的交换相关能可以表示为:

其中Exc(r)为r点处的"交换相关能密度",把它视为该点处电子密度r的函数。如果用电子密度为的均匀
电子气的情形来取近似,则交换能部分可以写为[1]:

其中,是电子的经典半径。


LDA近似对于均匀电子气的情形严格成立。所以我们可以期望LDA近似对电荷密度变化不剧烈的体系有比较好的结果。LDA对于自旋非极化的系统给出能量的全局最小值.而对于磁性材料,电子能量会有多个局部最小值。所以对于磁性材料,LDA精度并不理想。

对于自旋极化的情形,我们仍旧可以用类似的LSDA近似。

在以上的表达式中,只有自旋平行的电子之间有交换能。

除了交换能外,还有由电子间库伦作用引起的动态关联能(dynamic
correlation)。相关能部分最初由E.P.Wigner (1938)给出:

之后,Ceperley和Alder在1980年进行了自由电子气的量子蒙特卡罗的模拟[2],得到了比较精确的关联能的曲线。在真正的DFT程序中,Ceperley和Alder得到的模拟曲线通常以一定的形式的参数拟合曲线来表达。其中,最主要的曲线形式有Vosko,Wilk,Nusair在1980年提出的VWN形式的曲线[3]以及Perdew和Wang在1992年提出的拟合曲线[4]。
3楼2009-03-15 10:43:51
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yzcluster

金虫 (著名写手)

小木虫扫盲人

有些基本概念自己去看书吧,DFT方面的书很多,站内都有。
2楼2009-03-14 18:29:37
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