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.1.4 电子关联与post-HF 方法
HF 理论采用单行列式多体波函数,它假定一个电子在由原子核和其它电子形成的平均
势场中独立运动,没有考虑电子间的瞬时相关作用,也就是电子关联。但是,HF 理论中采
用的Slater 行列式波函数满足Pauli 不相容原理,所以它在一定程度上包含了同自旋电子的
关联作用,这部分电子关联被单独命名为交换相互作用。所以,通常所说电子关联能是指精
确的基态能量与HF 能量之差:Ecorr=E-EHF。
关联能一般只占体系电子总能量的0.3~2%,但是它可以与化学反应的反应热或者活化
能相当甚至更大。一般说来,化学反应途径上电子关联程度不同。所以,在考虑化学反应和
电子激发等问题时电子关联十分重要。由电子瞬时作用产生的电子关联称为动态关联。此外,
还有非动态关联,它指体系几个对称性相同的电子组态函数(单行列式)接近简并时导致
HF 方法给出很大的误差
常用的电子关联计算方法【输入参数:计算方法】有
组态相互作用(CI):Configuration Interaction
耦合簇方法(CC):Coupled‐cluster method
多体微扰理论(MPx):Moller‐Plesset perturbation theory
密度泛函理论(DFT):Density function theory
前面三种都是以HF 的为基础,经常被称为post‐HF 方法。而DFT 基于完全不同的思路,将
在下一节中专门介绍。
1.3 赝势(Pseudo potential)
Two facts about atom electronic structure: 1. 因为芯电子更靠近原子核,原子形
成分子与固体时,芯电子基本保持不变(容易通过对分子的全电子计算验证);2.泡利不相
容原理→原子轨道相互正交→价电子态快速振荡。
The idea of Psp:构造Psp【输入参数:POTCAR】使其对赝波函数的散射性质与原子
核及芯电子对价波函数的散射性质相同。赝波函数通常变化缓慢,少了剧烈振荡允许只以相
对较少的基组函数(例如平面波)来展开。没有节点的(径向)波函数也意味着没有比它本
征值更低的量子态来与它正交,求解内层电子的需要也就自动消失了。
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