固体第一性原理计算中NESC方法的开发与应用

项目名称： 固体第一性原理计算中NESC方法的开发与应用

项目编号： No.10974002

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 叶林晖

作者单位： 北京大学

项目金额： 35万元

中文摘要： 相对论电子结构有两种传统计算方法：(1)利用"动能平衡"基函数直接求解四分量Dirac方程。该方法精度高，但计算量大；（2）将四分量Dirac方程降解为近似的二分量方程甚至标量方程。这类方程求解快，但精度较低。近年来，量子化学领域发展了以NESC方法为代表的"严格二分量准相对论"方法。这类方法不依赖任何近似，却能将四分量Dirac方程中冗余的正电子自由度剔除，从而得到等价的、但只描述价电子的电子结构的二分量方程。迄今为止，"严格二分量准相对论"方法的主要理论和数值问题已全部解决。NESC和其他类似方法已被越来越多的主流量子化学程序采用，成为比解四分量Dirac方程更高效的相对论电子结构新方法。本项目寻求将NESC方法首次植入固体第一性原理计算程序,是将量子化学领域"严格二分量相对论"方法引入固体领域的创新工作。项目后期将利用植入的NESC方法研究固体的非线性磁性和磁晶各向异性两大问题。

中文关键词： 电子结构；第一性原理；GW近似；外电场方法；可视化

英文摘要：

英文关键词： electronic structure；first principles；GW approximation；external electric field method；visualization