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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
duang发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
zhuo发布了新的文献求助10
1秒前
星辰大海应助tyj采纳,获得10
1秒前
星辰大海应助HY采纳,获得10
2秒前
3秒前
研友_nqv5WZ完成签到 ,获得积分10
4秒前
TQY发布了新的文献求助10
4秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
KJ应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
852应助漂亮篮球采纳,获得10
6秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
BowieHuang应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Stella应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
无极微光应助科研通管家采纳,获得20
7秒前
会飞的猪发布了新的文献求助10
7秒前
香蕉诗蕊应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
pancake应助科研通管家采纳,获得30
7秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
香蕉诗蕊应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
Stella应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
香蕉诗蕊应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
euphoria完成签到,获得积分10
7秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
KJ应助科研通管家采纳,获得10
7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 Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
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 5600432
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4686051
关于积分的说明 14841577
捐赠科研通 4676571
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538725
邀请新用户注册赠送积分活动 1505789
关于科研通互助平台的介绍 1471195