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
流川封完成签到,获得积分10
1秒前
Lexi完成签到,获得积分10
2秒前
Gideon完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
赘婿应助yating采纳,获得10
4秒前
5秒前
6秒前
xudaniel发布了新的文献求助10
7秒前
G18960完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
3719left发布了新的文献求助10
9秒前
Angel发布了新的文献求助10
9秒前
xmn0717发布了新的文献求助10
11秒前
小鱼发布了新的文献求助10
12秒前
灵巧的导师完成签到,获得积分10
14秒前
Connor完成签到,获得积分10
15秒前
Hibiscus95发布了新的文献求助10
15秒前
Bugs完成签到,获得积分10
16秒前
cheng发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
爆米花应助2182265539采纳,获得10
18秒前
豆豆完成签到 ,获得积分10
19秒前
小闵发布了新的文献求助10
19秒前
啊怙纲完成签到 ,获得积分10
21秒前
科研通AI6.1应助小鱼采纳,获得10
22秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
25秒前
26秒前
小闵完成签到,获得积分10
26秒前
天天快乐应助现代雁桃采纳,获得10
27秒前
bin_zhang完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
pancake发布了新的文献求助10
28秒前
小鱼完成签到,获得积分10
29秒前
清新的幼旋关注了科研通微信公众号
29秒前
黄先生发布了新的文献求助10
30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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Human Embryology and Developmental Biology 7th Edition 2000
The Developing Human: Clinically Oriented Embryology 12th Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5741889
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5404554
关于积分的说明 15343509
捐赠科研通 4883431
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625018
邀请新用户注册赠送积分活动 1573876
关于科研通互助平台的介绍 1530812