Orbital-dependent density functionals: Theory and applications

Stephan Kümmel

Physikalisches Institut, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth, Germany

Leeor Kronik

Department of Materials and Interfaces, Weizmann Institute of Science, Rehovoth 76100, Israel

Abstract

This review provides a perspective on the use of orbital-dependent functionals, which is currently considered one of the most promising avenues in modern density-functional theory. The focus here is on four major themes: the motivation for orbital-dependent functionals in terms of limitations of semilocal functionals; the optimized effective potential as a rigorous approach to incorporating orbital-dependent functionals within the Kohn-Sham framework; the rationale behind and advantages and limitations of four popular classes of orbital-dependent functionals; and the use of orbital-dependent functionals for predicting excited-state properties. For each of these issues, both formal and practical aspects are assessed.

Bài tổng quan cho ta một cái nhìn tổng thể về việc sử dụng phương pháp phiếm phàm mật độ phụ thuộc orbital (orbital-dependent density functionals – ODDF), phương pháp đang được xem như một trong những con đường hứa hẹn nhất trong lý thuyết phiếm hàm mật độ hiện đại. Bài viết này tập trung vào mục chính: động lực cho ODDF dựa trên những giới hạn của phiếm hàm bán địa phương (semilocal); hàm thế hiệu dụng tối ưu hóa như là một cách tiếp cận chặt chẽ để kể hợp với ODDF trong gói Kohn-Sham; các nhân tố căn bản và những ưu điểm, và hạn chế của bốn lớp phổ biến trong ODDF; và cách sử dụng ODDF cho việc dự đoán các tính chất của trạng thái kích thích. Cho mỗi vấn đề, tác giả xem xét cả những khía cạnh chung cũng như áp dụng thực tế.

Bài tổng quan có 58 trang với 5 đề mục chính có thể tóm tắt dưới đây:

I. Introduction

A. The Kohn-Sham equation

B. Explicit density functionals and their limitations

C. The promise of orbital-dependent functionals

II. The optimized effective potential

A. Optimized effective potential formalism

B. Kohn-Sham versus orbital-specific potentials

C. Approximate forms

D. Numerical construction

E. Pseudo-potentials

III. Four Classes of Orbital-Dependent Functionals

A. The meta-generalized-gradient approximation

B. Self-interaction correction

C. Hybrid functionals

D. Exact exchange with compatible correlation

IV. Orbital-Dependent Functionals and Excited States

A. The gap problem

B. The optimized effective potential in time-dependent density-functional theory

V. Summary

Acknowledgements

References

Có thể tham khảo vài tải bài viết tại:

http://physvn.org/forum/showthread.php?p=36118