Approximate Functionals for Multistate Density Functional Theory

密度泛函理论 特征向量 密度矩阵 哈密顿量(控制论) 对角线的 子空间拓扑 轨道自由密度泛函理论 量子力学 物理 混合功能 基础(线性代数) 操作员(生物学) 基质(化学分析) 激发态 数学 化学 数学分析 量子 数学优化 基因 转录因子 抑制因子 生物化学 色谱法 几何学
作者
Alexander Humeniuk
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:20 (13): 5497-5509 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.4c00330
摘要

Recently Lu and Gao [J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13 (33), 7762–7769] published a new, rigorous density functional theory for excited states and proved that the projection of the kinetic and electron-repulsion operators into the subspace of the lowest electronic states are a universal functional of the matrix density D(r). This is the first attempt to find an approximation to the multistate universal functional F[D(r)]. It is shown that F (i) does not explicitly depend on the number of electronic states and (ii) is an analytic matrix functional. The Thomas–Fermi–Dirac–von Weizsäcker model and the correlation energy of the homogeneous electron gas are turned into matrix functionals guided by two principles: that each matrix functional should transform properly under basis set transformations and that the ground state functional should be recovered for a single electronic state. Lieb–Oxford-like bounds on the average kinetic and electron-repulsion energies in the subspace are given. When evaluated on the numerically exact matrix density of LiF, this simple approximation reproduces the matrix elements of the electron-repulsion operator in the basis of the exact eigenstates accurately for all bond lengths. In particular the off-diagonal elements of the effective Hamiltonian that come from the interactions of different electronic states can be calculated with the same or better accuracy than the diagonal elements. Unsurprisingly, the largest error comes from the kinetic energy functional. More exact conditions that constrain the functional form of F are needed to go beyond the local density approximation.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
勤恳的德地完成签到,获得积分10
1秒前
八九完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
苏素肃发布了新的文献求助10
3秒前
爱洗澡的拖鞋完成签到 ,获得积分10
4秒前
小毕锅锅完成签到 ,获得积分10
4秒前
粥游天下完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
吕懿发布了新的文献求助10
5秒前
HCT完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
5秒前
无私的画卷完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
丫丫完成签到,获得积分10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
天天向上完成签到,获得积分10
7秒前
张乐群完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
冰山一脚尖完成签到,获得积分10
8秒前
骑着蚂蚁追大象完成签到,获得积分10
8秒前
小C完成签到,获得积分10
9秒前
George完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
岂曰无衣关注了科研通微信公众号
9秒前
10秒前
10秒前
山城小丸完成签到,获得积分10
10秒前
吃饱了就晒太阳完成签到,获得积分10
11秒前
哈哈的哈哈完成签到,获得积分10
11秒前
CipherSage应助柠檬泡泡水采纳,获得10
11秒前
11秒前
vampire完成签到,获得积分10
12秒前
搞科研的静静完成签到,获得积分10
13秒前
WittingGU完成签到,获得积分0
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
英俊绝义完成签到,获得积分10
15秒前
廖紊完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5765152
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5559177
关于积分的说明 15407489
捐赠科研通 4900018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2636146
邀请新用户注册赠送积分活动 1584366
关于科研通互助平台的介绍 1539609