在密度函数理论中的分子轨道系数的直接不受约束的优化
Hanh D M Pham1, Rustam Z Khaliullin1
1Department of Chemistry, McGill University, 801 Sherbrooke St West, Montreal, QC H3A 0B8, Canada.
这项研究引入了一种新的方法来优化密度函数理论 (DFT) 中的轨道,使用非直角轨道. 这种变量度量自一致场 (VM SCF) 方法简化了计算,并改善了各种化学系统的融合.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 量子化学 是一个量子化学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 标准的Kohn-Sham密度函数理论 (DFT) 需要正交轨道,使优化变得复杂.
- 现有的方法涉及详细的参数化和用于轨道优化的复杂算法.
研究的目的:
- 为DFT开发一种简化和高效的轨道优化方法.
- 为了证明非对角轨道在变化计算中的有效性.
主要方法:
- 引入了变量度量自一致场 (VM SCF) 的优化.
- 增强DFT能量函数,对线性依赖有处罚项.
- 利用分子轨道系数作为独立变量来实现不受约束的最小化.
主要成果:
- 开发了电子梯度和hessian的简单封闭式表达式.
- 通过预先条件的结合梯度算法实现了高效的融合.
- 成功地将VM SCF应用于窄间隙系统和单点二极根.
结论:
- 虚拟机SCF方法提供了一个简单的变量程序在DFT的简单的重构.
- 这种方法可以扩展到多配置电子相关联方法和激发状态轨道优化.
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