Órbitas de Fermi-Löwdin no iterativas para corrección de autointeracción

Área de la Ciencia:

• Química computacional
• Teoría de la estructura electrónica
• Química cuántica

Sus antecedentes:

• El error de autointeracción es un problema importante en la teoría de la funcional de la densidad (DFT).
• La corrección de autointeracción de órbitas de Fermi-Löwdin (FLOSIC) tradicional requiere una relajación iterativa computacionalmente costosa de los descriptores de orbitales de Fermi (FODs).

Objetivo del estudio:

• Introducir un método de corrección de autointeracción de órbitas de Fermi-Löwdin (NIFLOSIC) no iterativo computacionalmente eficiente.
• Proporcionar una alternativa escalable a FLOSIC para cálculos de estructura electrónica a gran escala.

Principales métodos:

• Desarrollamos NIFLOSIC eliminando la relajación iterativa de FODs utilizando el esquema de localización de columnas seleccionadas de la matriz de densidad.
• Se utilizó la relación entre la función de localización de electrones y los FODs.
• Se empleó un marco de Kohn-Sham generalizado con relajación completa de la densidad para minimizar el funcional de energía de Perdew-Zunger.

Principales resultados:

• NIFLOSIC genera orbitales localizados y FODs en un solo paso no iterativo.
• El método reproduce los resultados de los cálculos FLOSIC completamente autoconsistentes.
• Reducción significativa del costo computacional en comparación con FLOSIC tradicional.

Conclusiones:

• NIFLOSIC ofrece una solución práctica y escalable para la corrección de autointeracción en la estructura electrónica.
• El método mejora con precisión las energías de los orbitales moleculares de frontera y los momentos dipolares.
• NIFLOSIC es adecuado para aplicaciones a gran escala a pesar de que la energía electrónica total no es ideal para la termoquímica.