密度泛函理论

✍ dations ◷ 2025-05-19 21:54:00 #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

  • 汤飞凡汤飞凡(1897年7月23日-1958年9月30日),幼名瑞昭,湖南醴陵人,微生物学家,砂眼衣原体首次分离者。为第一个投身病毒学研究的华人。曾任中华医学会理事、中国国家菌种保藏委员会主任委
  • 活性白土坡缕石(或坡缕缟石、凸凹棒石,分子式:Mg5Si20(OH2)(H2O)4·nH2O)是海泡石族的一种矿石,由蒙脱石转化而成,由含水的层链状镁质硅酸盐组成。其微观结构具有层、链、纤维状晶体结构
  • 威尔森氏症肝豆状核变性(英语:hepatolenticular degeneration),亦称威尔森氏症(英语:Wilson's Disease),是一种遗传性疾病,患者的体内会积聚铜。典型的症状都跟脑部和肝脏有关,肝脏相关症状有呕
  • 乙碲醇乙碲醇(分子式:CH3CH2TeH),是一种碲醇类的有机化合物,常见碲醇之一,结构上由乙醇中的氧原子被碲替代得到。常温下为黄色澄清油状液体,不溶于水,以具有高度刺激性腐臭气味。乙碲醇,和
  • 土耳其航空981号班机土耳其航空981号班机空难是指于1974年3月3日坠毁的一架土耳其航空机身编号TC-JAV的麦道DC-10客机,机上全部346人在此次事故中罹难。981号班机于当天早上11时从土耳其伊斯坦布
  • 肉干肉干、肉脯,是指经腌制及干燥处理后的肉类,通常以鸡肉、猪肉或牛肉制成(鸡肉干、猪肉干或牛肉干)。肉干大多被折叠包裹在几片白色吸油纸里。为保存一段更长的时间,通常会以真空为
  • 月球探险车阿波罗月球车(英语:Lunar Roving Vehicle)是1971至1972年期间,阿波罗计划中第十五、十六和十七次登月任务中,宇航员使用的月球车。外号为“Moon Buggy”,这个称呼源自于沙滩车的俗
  • 支脉河支脉河,原名支脉沟,是位于中国山东省的一条河流。1965年扩大治理后改名为支脉河,是黄河与小清河之间的主要排洪和灌溉河道。支脉沟最初开挖于1473年(明成化九年),用以分减小清河
  • 蓝翅栖鸭蓝翅栖鸭()是非洲森林中一种呈深栗色的鸭。它们最初被认为是栖鸭,后来被改为属于钻水鸭。但是,它们始终与之有所分别,故被分类在独有的属中。根据线粒体DNA细胞色素b及NADH脱氢酶
  • 黎巴嫩国徽黎巴嫩国徽(阿拉伯语:شعار لبنان‎)为盾徽,图案与国旗同,惟三条色带自右上角往左下角倾斜。