密度泛函理论

✍ dations ◷ 2025-07-08 17:20:01 #量子力学,量子化学

密度泛函理论 (英语:density functional theory,简称DFT)是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法。密度泛函理论在物理和化学上都有广泛的应用,特别是用来研究分子和凝聚态的性质,是凝聚态物理和计算化学领域最常用的方法之一。

电子结构理论的经典方法,特别是Hartree-Fock方法和后Hartree-Fock方法(英语:Post-Hartree–Fock),是基于复杂的多电子波函数的。密度泛函理论的主要目标就是用电子密度取代波函数做为研究的基本量。因为多电子波函数有 3 N {\displaystyle 3N} 模型。他们将一个原子的动能表示成电子密度的泛函,并加上原子核-电子和电子-电子相互作用(两种作用都可以通过电子密度来表达)的经典表达来计算原子的能量。

模型是很重要的第一步,但是由于没有考虑Hartree-Fock理论指出的原子交换能,Thomas-Fermi方程的精度受到限制。1928年保罗·狄拉克在该模型基础上增加了一个交换能泛函项。

然而,在大多数应用中Thomas-Fermi-Dirac理论表现得非常不够准确。其中最大的误差来自动能的表示,然后是交换能中的误差,以及对电子相关作用的完全忽略。

在通常的多体问题电子结构的计算中,原子核可以看作静止不动的(波恩-奥本海默近似),这样电子可看作在原子核产生的静电势 V {\displaystyle \,\!V} (1964) B864
W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. (1965) A1133
A. D. Becke, J. Chem. Phys. (1993) 5648
C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. B (1988) 785
P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, and M. J. Frisch, J. Phys. Chem. (1994) 11623

相关

  • 双簧双簧为一种民间艺术,源于北京的一种曲艺名字,由前面的一个演员表演动作,藏在后面的一个人或说或唱,互相配合,好像前面的演员在自演自唱一样。“双簧”作为一种节目,出现于清朝末年
  • 健神星健神星(小行星序号:(10) 健神星)位于主带,是一颗主要的小行星。它的直径为434千米(270英里),质量占主带小行星总质量的2.9%。按体积和质量,它是太阳系中第四大的小行星。在一些光谱
  • 斯特拉福德县斯特拉福德县(英语:Strafford County)是美国新罕布什尔州东部的一个县,东邻缅因州,面积994平方公里。根据2010年人口普查,本县共有人口123,143。本县县治为多佛。斯特拉福德县于17
  • 出生顺序和男性性倾向关系兄弟出生顺序和男性的性取向有关,是美国性学专家雷·布兰查德(Ray Blanchard)所发表的一个理论,也可称之为兄弟出生顺序效应。雷的研究结果称男性的同母兄长越多,他是同性恋的可
  • 家纹家纹(日语:家紋/かもん  */?)为日本武家、公家为表示自己的持有物而标上的记号,之后成为个人身份之用。日本战国时代后,家纹定型为象征门第出身的贵族纹章。家纹有过百种式样,多
  • 希腊国家足球队希腊国家足球队(希腊语:Εθνική Ελλάδος,)是希腊的足球代表队,由希腊足球协会管理。希腊首次在大型杯赛亮相是1980年欧洲足球锦标赛,但他们的足球实力一向都只属于
  • 菲利普·古斯塔夫·杜尔塞蓬泰库朗伯爵菲利普·古斯塔夫·杜尔塞(Philippe Gustave Doulcet, Comte de Pontécoulant)是一位法国天文学家,1796年6月11日生于巴黎,1874年7月21日在蓬泰库朗去世,终年78岁
  • 毕廷拱毕廷拱(?-?),字敬夫,广东广州府番禺县人,军籍,明朝政治人物。广东乡试第二十二名举人。正德六年(1511年)中式辛未科会试第二百四十四名,登第二甲第八十六名进士。曾祖毕伯仁;祖父毕日雄;父
  • 握拳主厨《握拳主厨》(又名《握拳厨师长》或《金炳万的丛林法则之握拳厨师》)韩国SBS电视台的中秋特别综艺节目,由金炳万、陆重烷(玫瑰旅馆)、Victoria(f(x))、强仁(Super Junior)、Henry(Su
  • 纳西姆·帕杜雷德纳西姆·帕杜雷德(英语:Nasim Pedrad,波斯语:نسیم پدراد‎,1981年11月18日-)是一位伊朗裔美籍喜剧演员。她自2009年起加入美国喜剧节目《周六夜现场》,成为该节目的客座演