材料物理-1-現(xiàn)代電子理論-資料下載頁(yè)
2025-01-01 23:35本頁(yè)面
【正文】 rtreeFock近似下 ， 反對(duì)稱(chēng)的多電子波函數(shù)反映了 Pauli不相容原理 ， 在 r = 0的固定電子周?chē)梢钥吹浇粨Q空穴 ， 即自旋向上的電子被排斥 ， 電子密度 （ 實(shí)線 ） 減少 。 但自旋相反的電子密度 （ 虛線 ）不受影響 ， 也就是說(shuō) ， 這些電子間的關(guān)聯(lián)效應(yīng)被忽略了 。 ? 事實(shí)上 ， HartreeFock近似存在著一個(gè)嚴(yán)重的缺陷 ，用它處理金屬的電子結(jié)構(gòu)時(shí) ， Fermi能級(jí)處的電子態(tài)密度為 0， 而且在實(shí)際計(jì)算上是如此的復(fù)雜 ， 以至于很少有成功的計(jì)算結(jié)果 。 40 P(r) (b) 交換空穴 r c） LDF近似下的電子－電子相互作用 ，表明兩種自旋的電子都有相同的交換關(guān)聯(lián)空穴 。 d） 如果進(jìn)一步考慮不同自旋的電子有不同的分布 ， 即所謂局域自旋密度近似（ LSD） ， 則不同自旋電子的交換空穴將有不同的形狀 ， 如 d） 所示 。 41 P(r) P(r) (c) (d) r 交換空穴 交換空穴 r 電子－電子相互作用圖示 42 P(r) P(r) P(r) P(r) (a) (b) (c) (d) r r r r (a) Hartree (b) HartreeFock (c) DFT (d) SDFT P(r) =其余 N1個(gè)電子的幾率分布 r = 與固定電子的距離 固定電子 r = 0 交換空穴 交換空穴 交換空穴 Si中的對(duì)關(guān)聯(lián)函數(shù) g 43 The pair correlation function g in the (110) plane, with one electron at the bond center. The atoms and bonds are schematically represented for bond chains along the [111] direction. (a), (b), and (c) show g with electron position r fixed on the bond center and r’ ranging over the (110) plane, for parallel and antiparallel spins in VMC, and the spin averaged form in the LDA, respectively. The largest features are confined mainly to the bonding region where the first electron is located. parallel spin (VMC) opposite spin (VMC) spin averaged (LDA) Si中的交換關(guān)聯(lián)空穴 44 (a) spinaveraged pair correlation function (VMC) (b) exchangecorrelation hole (VMC) (c) exchange correlation hole (LDA) One electron fixed at the tetrahedral interstitial site in the (110) plane. The atoms and bonds are schematically represented for bond chains along the [111] direction. , etc, PRL783350(97) 交換關(guān)聯(lián)能的誤差對(duì)比 Contour plots along the (110) plane for (b) and (c) have the same legend shown to the right of (c). The atoms and bonds are schematically represented for bond chains along the [111] direction. ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) , ( ) ( ) ( )V M C V M C L D A V M C AD Axc xc xc xc xca e r b e r e r c e r e r??Average density approximation (ADA) 小 結(jié) 1. DFT是當(dāng)今處理相互作用多電子體系電子結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)最有力的工具 。 所謂從頭算或第一性原理方法就是基于 DFT框架建立起來(lái)的 。 它獨(dú)立于實(shí)驗(yàn) ， 只需很少幾個(gè)熟知的基本物理參數(shù)便可運(yùn)作 。 2. DFT并不要求原子的周期性排列 ， 它具有十分廣泛的適應(yīng)性 。 已經(jīng)在計(jì)算凝聚態(tài)物理 、 計(jì)算材料科學(xué) 、 量子化學(xué) 、 量子生物學(xué)和許多工業(yè)技術(shù)部門(mén)獲得成功的應(yīng)用 。 46 3。 DFT最基本的應(yīng)用依賴(lài)于 LDA近似 ， DFTLDA理論在原子 、 分子和 （ 有機(jī) 、 無(wú)機(jī) ）固體的基態(tài)性質(zhì)研究中同樣獲得巨大成功 。 4。 DFTLDA理論也存在明顯的 缺點(diǎn) 。 在處理半導(dǎo)體材料的電子結(jié)構(gòu)中 ， 存在著名的帶隙偏小問(wèn)題 ；它在研究有電子 強(qiáng)關(guān)聯(lián)效應(yīng)的材料 ， 如高溫超導(dǎo)材料 、 某些磁性材料和過(guò)渡金屬氧化物等的電子性質(zhì)時(shí) ， 也存在嚴(yán)重問(wèn)題；對(duì)于 超大體系（ 如納米材料和生物體系 ） 的研究仍然需要發(fā)展新的輔助方法和提高計(jì)算機(jī)能力 。 47 5。這些缺點(diǎn)的來(lái)源主要是 DFTLDA作為基態(tài)理論不能滿(mǎn)意地描述激發(fā)態(tài)造成的。其中最重要的是必須解決激發(fā)態(tài)的交換關(guān)聯(lián)能問(wèn)題。 6。最近已經(jīng)提出了不少超越 LDA的理論方法，它們正朝著解決上述各種困難深入發(fā)展。如準(zhǔn)粒子 GW方法，屏蔽交換局域密度近似（ sXLDA）和含時(shí)間密度泛函理論 (TDDFT)等。 48 演講完畢，謝謝觀看！
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1