OPERATOR SPECTRUM TRANSFORMATION IN HARTREEFOCK AND KOHN–SHAM EQUATIONS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper proposes a method for preliminary transformation of the spectrum of the equation operator both in the Hartree–Fock method and in density functional theory. This method makes it possible to solve a partial eigenvalue problem instead of the complete one, and the eigenfunctions turn out to be ordered in a way convenient for calculation. The transformation makes an old idea of grid approximation of a solution competitive in terms of computational speed as compared to widely used approaches based on basis sets methods.

About the authors

A. A. Danshin

National Research Center “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: danshin_aa@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow

A. A. Kovalishin

National Research Center “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: kovalishin_aa@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. 1973. V. 136. P. B864–B871.
  2. Kohn W., Sham L.J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. 1965. V. 140. P. A1133–A1138.
  3. Kohn W. Nobel Lecture: Electronic structure of matter–wave functions and density functionals // Rev. Mod. Phys. 1999. V. 71. P. 1253–1266.
  4. Фок В.А. Приближенный способ решения квантовой задачи многих тел // Успехи физических наук. 1967. Т. 93. С. 342–363.
  5. Pople J.A. Nobel Lecture: Quantum chemical models // Rev. Mod. Phys. 1999. V. 71. P. 1267–1274.
  6. Payne M.C., Teter M.P., Allan D.C., Arias T.A., Joannopoulos J.D. Iterative minimization techniques for ab initio total-energy calculations: molecular dynamics and conjugate gradients // Rev. Mod. Phys. 1992. V. 64. P. 1045–1097.
  7. Kresse G., Furthmuller J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 11169–11186.
  8. Koch W., Holthausen M.C. A Chemist’s Guide to Density Functional Theory, 2nd Edition. Wiley-VCH, Weinheim, 2001. 313 p.
  9. Martin R.M. Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods. Cambridge University Press, 2004. 624 p.
  10. Beck T.L. Real-space mesh techniques in density-functional theory // Rev. Mod. Phys. 2000. V. 72. P. 1041–1080.
  11. Torsti T. et al. Three real-space discretization techniques in electronic structure calculations // physica status solidi (b). 2006. V. 243. P. 1016–1053.
  12. Marques M., Castro A., Bertsch G., Rubio A. octopus: a first-principles tool for excited electron-ion dynamics // Computer Physics Communications. 2003. V. 151. P. 60–78.
  13. Kronik L. et al. PARSEC – the pseudopotential algorithm for real-space electronic structure calculations: recent advances and novel applications to nano-structures // physica status solidi (b). 2006. V. 243. P. 1063–1079.
  14. Zhou Y., Saad Y., Tiago M., Chelikowsky J. Parallel self-consistent-field calculations via Chebyshev-filtered subspace acceleration // Phys. Rev. E. 2006. V. 74. P. 066704.
  15. Zhou Y., Chelikowsky J., Saad Y. Chebyshev-filtered subspace iteration method free of sparse diagonalization for solving the Kohn-Sham equation // Journal of Computational Physics. 2014. V. 274. P. 770–782.
  16. Шихов С.Б. Вопросы математической теории реакторов. Линейный анализ. М.: Атомиздат, 1973. 376 с.
  17. Крянев А.В., Шихов С.Б. Вопросы математической теории реакторов: Нелинейный анализ. М.: Энергоатомиздат, 1983. 280 с.
  18. Марчук Г.И., Лебедев В.И. Численные методы в теории переноса нейтронов. М.: Атомиздат, 1981. 456 с.
  19. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука, 1989. 432 с.
  20. Лебедев В.И. Функциональный анализ и вычислительная математика. М.: Физматлит, 2005. 296 с.
  21. Bunge C.F., Barrientos J.A., Bunge A.V., Cogordan J.A. Hartree-Fock and Roothaan-Hartree-Fock energies for the ground states of He through Xe // Phys. Rev. A. 1992. V. 46. P. 3691–3696.
  22. Koga T., Tatewaki H., Thakkar A. Roothaan-Hartree-Fock wave functions for atoms with Z54 // Phys. Rev. A. 1993. V. 47. P. 4510–4512.
  23. Koga T., Thakkar A. Roothaan-Hartree-Fock wave functions for atoms from Cs through U // Phys. Rev. A. 1993. V. 48. P. 4775–4777.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (35KB)

Copyright (c) 2023 А.А. Даньшин, А.А. Ковалишин

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».