Аннотация

Учебное пособие «Метод функционала плотности для расчета свойств молекул и твердых тел» предназначено для обучающихся по образовательным программам высшего образования по направлениям подготовки 03.03.03 Радиофизика 03.04.02 Физика для изучения дисциплин «Математическое моделирование физических процессов, «Основы молекулярной электроники и фотоники». В учебном пособии рассмотрен метод функционала электронной плотности и его применение для расчета свойств молекул, атомарных кластеров и кристаллов.

Введение

Учебное пособие содержит пять глав, в которых рассмотрен метод функционала плотности, в том числе, в нестационарной формулировке. Рассмотрены теоремы Хоэнберга-Кона, метод Кона-Шэма, функционалы для обмена и корреляции, псевдопотенциалы, плоские волны и сетки, метод расчета оптического линейного отклика, методы Штернхаймера и Касиды, приближение GW и уравнение Бете-Солпитера. Представлено описание неэмпирической молекулярной динамики Эренфеста, Борна-Оппенгеймера, Кара-Парринелло.

Представлено краткое описание программного комплекса ABINIT. Рассмотрены примеры для расчетов с использованием метода функционала плотности: свойств молекулы водорода, свойств кристаллического кремния и алюминия, корректировки собственной энергии в приближении GW и спектра поглощения с использованием уравнения Бете-Солпитера для кристаллического кремния, силы осциллятора с использованием подхода Касиды для молекулы азота, зависимостей линейного и нелинейного отклика для кристалла арсенида галлия.

Предисловие

Метод функционала плотности является методом расчета электронной структуры многочастичной системы, который основывается на том, что любое свойство системы взаимодействующих частиц может быть определено через функционал F[n(r)] электронной плотности п(г). В настоящее время метод функционала плотности стал основным инструментом для расчета электронной структуры конденсированной среды. Современная формулировка теории функционала плотности была предложена Хоэнбергом и Коном, широкое использование получил метод Кона-Шэма. Формальным обоснованием нестационарной теории функционала плотности являются теоремы Рунге-Гросса, которые являются нестационарным аналогом теорем Хоэнберга-Кона. Приближение GW и уравнение Бете-Солпитера применяется для описания одночастичных и двухчастичных возбуждений, для расчета энергии квазичастиц, спектров поглощения, зонной структуры твердых тел, свойств конечных систем.

Традиционная молекулярная динамика была расширена семейством методов, которые называют неэмпирической молекулярной динамикой. Основной идеей, лежащей в основе неэмпирической молекулярной динамики, является вычисление силы, действующей на ядра из расчетов электронной структуры, которые выполнены «на лету» в процессе моделирования молекулярной динамики.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >