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吉大物理70年系列学术活动——原子分子科学论坛(78)
浏览:发布时间:2022年04月24日 10:23作者:[我要打印]

报告题目:电子结构计算新方法:信息熵+密度矩阵泛函理论

报告人:王坚 教授 湖州师范学院

报告时间:2022年4月30日14:00

腾讯会议号:182-163-515

主持人:闫冰教授

主办单位:澳门十大电子游戏app下载


报告摘要:

求解多电子系统的薛定谔方程是量子力学的一大难题。Hartree-Fock方法用单个行列式来近似波函数。有些物理现象,比如分子的分解,不能用单个行列式来描述,一般需要用多个行列式的线性组合才能描述,这种方法称为CI方法。由于可能行列式的数目随着电子数和轨道数的增加迅速增加,CI方法的计算量也随之增加,这种方法很难推广到十几个或更多电子组成的系统。密度泛函理论(DFT)原则上可以处理多电子系统,但是理论中的交换-关联函数的精确表达式至今还没有找到。文献中的DFT近似泛函模型已有上百个,新的模型还在不断产生。


在Hartree-Fock方法中,轨道占有数只能为1或0。与之不同,CI方法中轨道占有数可以是分数。允许分数占有数,意味着可以用一阶密度矩阵作为变量。用一阶密度矩阵作为变量的泛函方法称为密度矩阵泛函理论(DMFT)。在这一理论中,动能可以用一阶密度矩阵严格表达,电子间相互作用中只有一小部分需要用泛函来模拟,这一部分就是关联能。我们用信息熵来模拟这部分能量,利用熵最大化原理来最大限度地降低关联能(负值),由此导出的单电子轨道的欧拉方程具有Hartree-Fock方程的形式。这意味着多电子系统的量子力学问题只要求解一个相当于Hartree-Fock的自洽场方程,就可以获得CI精度的计算结果。这一新的计算方法可以大大方便或加速分子势能面的计算,分子动力学的模拟,以及大分子的电子结构的研究。相关工作发表在最近的Phys. Rev. Lett.上(PRL,128,013001)并被编辑选为亮点文章。


报告人简介:


王坚,湖州师范学院教授。1983年本科毕业于浙江师范学院,1987年在芶清泉教授指导下在四川大学完成硕士学位,1991年在方正知教授指导下在北京科技大学完成博士学位。之后跟随谢希德教授在复旦大学进行博士后研究,在牛津大学材料系,剑桥大学凝聚态理论组,Florida大学量子理论研究所,德国莱布尼兹固体材料研究所,西班牙Donostia国际物理中心等单位进行研究工作。主持国家自然科学基金等项目,在Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. A等杂志上发表多篇学术论文。



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