We assess the performance of recent density functionals for the exchange-correlation energy of a nonmolecular solid, by applying accurate calculations with the GAUSSIAN, BAND, and VASP codes to a test set of 24 solid metals and non-metals. The functionals tested are the modified Perdew-Burke-Ernzerhof generalized gradient approximation (PBEsol GGA), the second-order GGA (SOGGA), and the Armiento-Mattsson 2005 (AM05) GGA. For completeness, we also test more-standard functionals: the local density approximation, the original PBE GGA, and the Tao-Perdew-Staroverov-Scuseria (TPSS) meta-GGA. We find that the recent density functionals for solids reach a high accuracy for bulk properties (lattice constant and bulk modulus). For the cohesive energy, PBE is better than PBEsol overall, as expected, but PBEsol is actually better for the alkali metals and alkali halides. For fair comparison of calculated and experimental results, we consider the zero-point phonon and finite-temperature effects ignored by many workers. We show how Gaussian basis sets and inaccurate experimental reference data may affect the rating of the quality of the functionals. The results show that PBEsol and AM05 perform somewhat differently from each other for alkali metal, alkaline earth metal and alkali halide crystals (where the maximum value of the reduced density gradient is about 2), but perform very similarly for most of the other solids (where it is often about 1). Our explanation for this is consistent with the importance of exchange-correlation nonlocality in regions of core-valence overlap.


翻译:我们通过与GAUSSIAN、BAND和VASP编码对24种固体金属和非金属的测试组进行精确的计算,评估最近用于非分子固体交换-关系能量的密度功能的性能。测试的功能是修改的Perdew-Burke-Ernzerhof通用梯度偏差(PPBESol GGA)、二级GGA(SOGGGA)和2005年Armiento-Matsson(AM05)GGGA。为了完整性,我们还测试了更标准的功能性能:当地密度近似、原PBEGGA和Tao-Perdew-Staroverov-Scuseria(TPSS)的编码。我们发现,最近对固体的密度功能对于大宗特性(Latestic 常数和大宗元模模模模模)的精确性精度(PBEEEE)值比总体的精度要好,但对于碱金属和碱性碱性碱性碱性碱性碱性碱性(Or-B2)的比值最高值值值值值值值值值值值值值。为了公平的比比比比比比比, 我们的金属的计算和实验性结果的精度的精确的金属的精确的精确性结果的精确性结果,我们认为,每个OOO值的精确性能的货币值通常的货币值通常的货币值的值的值的值的值的值是显示的值是显示的精确性能的值值。

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