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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » 其他 » LDA+U,为什么要加U，作用是什么？
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wbt11129

木虫 (正式写手)
韩D小希: 回帖置顶 2012-02-25 08:10:51
uuv2010(金币+3): 多谢详细解答 2012-02-25 08:42:44
1.U 的物理本质是什么？
2.加U 最早是为处理何种体系而引入的？
3.为何要加U ?
4. 对哪些体系需要加U ?
5. 如何确定加U 值的大小？
6加U 带来的典型后果是什么？
7.加U 的方法会有哪些局限性

我试着回答一下，1，U值描述屏蔽库伦排斥能的大小，U主要是为了准确描述电子间强的库伦排斥引进的，传统的DFT没有考虑。2，没有细看方法类文献，不清楚，但是知道典型的研究材料是NiO和UO2。 3，参1。4，一般在研究镧系和锕系化合物时要对4f或者5f点子加U，对含d电子的过渡金属化合物中和O,N等成键的金属元素d电子加U。5，一般采用和实验电子能谱对比的方法确定U值，参（PRB81,045119），俺的文章，欢迎拍砖。6，加U以后一般会使得电子能谱更局域化，峰值变平缓（此为加U计算的缺陷），DFT得到金属性，加U会变成Mott绝缘体，更好的计算能隙，原子和电子结构，磁性稳定性等。7，加U方法依赖参数和实验，各种材料需要测试U值，不能提前确定U值，所以从根本上讲，此方法有很大的局限性，比较机械，但是它近几年也算是风光了。最近比较热门的方法是LDA+DMFT。正在挑战加U方法的领军地位。

先说到这，慢慢交流。
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BaotianWang
11楼2012-02-25 00:29:11
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韩D小希

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by wbt11129 at 2012-02-25 00:29:11:
1.U 的物理本质是什么？
2.加U 最早是为处理何种体系而引入的？
3.为何要加U ?
4. 对哪些体系需要加U ?
5. 如何确定加U 值的大小？
6加U 带来的典型后果是什么？
7.加U 的方法会有哪些局限性

我试 ...

十分感谢 受益匪浅
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12楼2012-02-25 08:11:07
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韩D小希

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by wbt11129 at 2012-02-25 00:29:11:
1.U 的物理本质是什么？
2.加U 最早是为处理何种体系而引入的？
3.为何要加U ?
4. 对哪些体系需要加U ?
5. 如何确定加U 值的大小？
6加U 带来的典型后果是什么？
7.加U 的方法会有哪些局限性

我试 ...

您好，有个小问题想请教您，就是既然U是“描述屏蔽库伦排斥能的大小，U主要是为了准确描述电子间强的库伦排斥引进的，传统的DFT没有考虑” 也就是说这部分能量是DFT没有计入的，而且是排斥能，那不是应该用LDA-U么，就是这个U不应该是负值吗？
新手一枚，问题也许不那么恰当，还希望您指教。
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13楼2012-02-25 09:03:20
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wbt11129

木虫 (正式写手)
fzx2008(金币+1): 谢谢交流！ 2012-02-26 14:57:11
LDA+U指的是LDA框架性加入Hubbard U方法，+不是指能量正负，小兄弟，有些东西你自己慢慢就明白了，多看文献。
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BaotianWang
14楼2012-02-26 14:46:30
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韩D小希

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
14楼: Originally posted by wbt11129 at 2012-02-26 14:46:30:
LDA+U指的是LDA框架性加入Hubbard U方法，+不是指能量正负，小兄弟，有些东西你自己慢慢就明白了，多看文献。

哦，十分感谢
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15楼2012-02-27 07:59:16
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xiaoyukaka

木虫 (正式写手)
liliangfang(金币+1): 多谢交流 2012-02-27 18:55:59
考虑到库伦排斥相互作用~
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16楼2012-02-27 18:50:59
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chrinide

木虫 (正式写手)
★ ★
franch(金币+2): 鼓励交流。。。。。 2012-02-27 22:13:37
fzx2008: 金币+2, 谢谢指教 2012-03-17 21:25:01
1.U是：电子自能的平均场近似
2.这个不知道，也没啥意义
3.DFT未考虑电子自能
4.如果用DFT的话，任何体系都需要加U（只要你愿意）
5.可用线性响应理论第一性的确定体系的U
6.对关联能的描述更准确
7.平均场近似的局限性
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未知必须借由更深的未知去获悉，隐晦必须借由更深的隐晦来明了
17楼2012-02-27 20:21:02
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韩D小希

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
17楼: Originally posted by chrinide at 2012-02-27 20:21:02:
1.U是：电子自能的平均场近似
2.这个不知道，也没啥意义
3.DFT未考虑电子自能
4.如果用DFT的话，任何体系都需要加U（只要你愿意）
5.可用线性响应理论第一性的确定体系的U
6.对关联能的描述更准确
7.平均场 ...

谢谢
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18楼2012-02-28 08:27:04
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jugengfans

金虫 (正式写手)
引用回帖:
17楼: Originally posted by chrinide at 2012-02-27 20:21:02:
1.U是：电子自能的平均场近似
2.这个不知道，也没啥意义
3.DFT未考虑电子自能
4.如果用DFT的话，任何体系都需要加U（只要你愿意）
5.可用线性响应理论第一性的确定体系的U
6.对关联能的描述更准确
7.平均场 ...

问个问题，在密度泛函中，电子间的相互作用被划为平均场对单电子的作用，在交换关联势中有一项， n(r1)n(r2)/(r^2)，这个不已经相当于给出了两个电子间的库伦相互作用了么？为什么DFT中会低估这个能量？
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19楼2012-03-15 21:50:56
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souledge

专家顾问 (著名写手)
★ ★
fzx2008: 金币+2, 专家考核, 谢谢指教 2012-03-17 21:25:49
其实很早的一篇经典的RPB论文就已经讨论了LDA+U了，其中涉及到了U的物理含义，确定方法。17楼的答案已经很好了，我就顺便再给出文章来吧，这篇文章是从作者的PhD毕业论文中汲取精华写成的，篇幅很长，论述很详细，后来作者好像去了MIT，再后来就不清楚了，咱不是狗仔队的……
本文基于PWscf计算结果，可广泛应用于Abinit和VASP，未见CASTEP的报道，估计跟本人不怎么关心CASTEP有关，不太清楚是否也可用于FPLAPW方法，这个就欢迎大家补充了。不管如何，该文章是使用线性响应确定U值的鼻祖级的了，不是说以前没有，而是没有这么完善的：Phy Rev B, 71, 035105 (2005)
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思想重于技巧，内涵重于表象
20楼2012-03-17 20:28:14
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