文档介绍：电子结构理论基础与计算方法学习进度汇报
姓名:周淼
导师:贾婉丽
电子结构理论基础与计算方法
理论基础
计算方法
BO近似
HF理论
电子关联与后HF理论
密度泛函理论(DFT)
交换关联泛函
赝势
半经验电子结构理论
原子基组
平面波基组与周期性边界条件
自洽场(SCF)
电子结构理论基础与计算方法
Born-Oppenheimer近似——绝热近似
在原子中,原子核的质量比电子的质量大很多,运动也比电子慢得多。因此,通常在研究某一瞬间电子结构时可以忽略原子核的速度,假定它和原子核长期固定在某位置时的电子结构一样。
其核心思想是把核的运动和电子的运动分开处理:处理电子运动时,认为原子核处在它们的瞬时位置上;处理核运动时,则不考虑电子在空间的具体分布。
它认为电子总是不断的适应核位置的变化,或者说跟随着核且始终围绕着核来运动,运动过程中不会发生电子能级跃迁。
电子结构理论基础与计算方法
单电子近似

先只考虑体系中的某一个电子。
平均场近似
电子结构理论基础与计算方法
Hartree-Fock理论
HF方程的基本思路为:多电子体系波函数是由体系分子轨道波函数为基础构造的斯莱特行列式,而体系分子轨道波函数是由体系中所有原子轨道波函数经过线性组合构成的,那么不改变方程中的算子和波函数形式,仅仅改变构成分子轨道的原子轨道波函数系数,便能使体系能量达到最低点,这一最低能量便是体系电子总能量的近似,而在这一点上获得的多电子体系波函数便是体系波函数的近似。
电子结构理论基础与计算方法
BO近似
单电子近似
波函数(变分法):
HPSD
平均场
Hamiltonian:忽略电子电子相互作用
电子结构理论基础与计算方法
电子关联
HF理论最严重的缺陷是没有充分考虑电子相关。在 Hartree-Fock自洽场方法中,假设电子在其它电子的平均势场中运动,所以一个电子的瞬时位置不受相邻电子的影响。实际上,电子的运动是相互关联的。
电子关联能是指精确的基态能量与HF能量之差:
电子结构理论基础与计算方法
电子关联能计算方法
组态相互作用(CI):Configuration Interaction 
):Coupled‐cluster method 
多体微扰理论(MPx):Moller‐Plesset perturbation theory 
密度泛函理论(DFT):Density function theory
电子结构理论基础与计算方法
赝势
在求解固体的单电子波动方程时,用假想的势能代替离子实内部的真实势能,若不改变电子的能量本征值及其在离子实之间区域的波函数,则这个假想的势能叫赝势。利用赝势求出的价电子波函数叫赝波函数,赝波函数所满足的波动方程

称为赝势方程。
模守恒赝势(NCPP)
超软赝势(USPP)
电子结构理论基础与计算方法
半经验电子结构计算方法
主要思想是在就单电子哈密顿量时引入一些近似来提高计算速度。
TB