Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
Тайна приближения локальной плотности: почему оно так важно в квантовых вычислениях?
<р>
В мире квантовых вычислений приближение локальной плотности (LDA), несомненно, играет особую и важную роль. Это приближение выводится из значения электронной плотности в каждой точке пространства и используется в теории функционала плотности (DFT) для описания функционала обменно-корреляционной энергии. Впервые представленный Хью Коном и Лу Чжеу Шамом в 1965 году, LDA до сих пор играет ключевую роль во многих современных вычислительных методах.
Главное преимущество приближения локальной плотности заключается в том, что его расчет зависит только от локальной электронной плотности, что делает его особенно эффективным при прогнозировании многих сложных систем.
Применение LDA в расчетах электронной структуры
<р> LDA используется не только для базовых расчетов электронной структуры, но и широко применяется при изучении полупроводниковых материалов в физике твердого тела. В частности, LDA обеспечивает важную вычислительную основу для понимания взаимодействия электронов и магнетизма. Центральным моментом этих исследований является сложность систем, которые чрезвычайно чувствительны к параметрам синтеза и поэтому требуют анализа на основе первых принципов.Вычислительные методы, основанные на LDA, такие как CASTEP и DMol3, полезны для прогнозирования уровня Ферми и зонной структуры легированных полупроводниковых оксидов.
Проблемы аппроксимации локальной плотности
<р> Однако LDA не лишена проблем. Недооценка энергетической щели часто является распространенной проблемой при использовании LDA или обобщенного градиентного приближения (GGA), что может привести к неверным прогнозам проводимости, опосредованной дефектами, и магнетизма, опосредованного носителями заряда. С 1998 года применение теоремы Рэлея для собственных значений позволило получить более точные результаты для расчета энергетической щели материалов.Точность многих вычисляемых свойств зависит от правильного понимания второй теоремы теории функционала плотности.
Основы модели однородного электронного газа
<р> Приближение локальной плотности основано на модели однородного электронного газа, которая сохраняет нейтральность системы, помещая взаимодействующие электроны в положительный фоновый заряд. Успех этой модели заключается в ее способности упростить расчет полной энергии путем разложения ее на кинетические энергии, энергию электростатического взаимодействия и обменно-корреляционную энергию.Функции обмена и ассоциации
<р> Для плотности обменной энергии ГЭГ нам уже известно аналитическое выражение. В LDA обменная и корреляционная энергии выражаются с использованием различных приближений. Для обменной энергии результат HEG применяется локализованным образом. В корреляционной энергии имеются аналитические выражения для верхнего и нижнего пределов плотности. Расширение спиновой поляризации <р> LDA также можно распространить на спин-поляризованные системы, что имеет решающее значение для изучения таких областей, как спиновая электроника. В этом случае обменно-корреляционная энергия будет регулироваться в соответствии со спиновой плотностью, что позволяет LDA хорошо справляться с условиями спиновой поляризации.Такое рассмотрение спина делает применение DFA в исследованиях спиновой электроники более осуществимым.
Заключение
<р> В целом приближение локальной плотности занимает незаменимое положение в вычислительной химии и физике твердого тела. Оно не только дает нам мощный инструмент для понимания электронной структуры, но и способствует развитию других методов. Однако с развитием технологий и открытием новых материалов ограничения LDA становятся все более очевидными. Можно ли углубить наше понимание, станет важной темой будущих исследований.Trending Knowledge
Магия LDA: почему важен каждый бит электронной плотности?
<р>
Приближение локальной плотности (LDA) играет решающую роль в современном материаловедении и квантовой химии. Являясь частью теории функционала плотности (DFT), LDA фокусируется на том, как выве
От однородного электронного газа к практическому применению: как LDA меняет материаловедение?
<заголовок>
</header>
<р>
В области материаловедения понимание электронных свойств материалов имеет решающее значение для развития технологий. По мере роста вычислительной мо
nan
Поясничный позвонок является физиологическим явлением, которое относится к естественному внутреннему изгибу нижней части человеческого тела.Однако, когда этот вид передозируется, он превратится в чре