均匀电子气、基组选取与超越 Hartree-Fock 近似
Published: 2026-10-06均匀电子气是理解交换能与关联能最简洁的模型,也是后来密度泛函近似的出发点。本文在均匀电子气模型下逐项讨论库仑能、动能、交换能、关联能与电子对关联函数,随后介绍 Hartree-Fock 方程的数值求解与基组选取,最后讨论 Xα 方法以及超越 Hartree-Fock 近似的方法。
均匀电子气是理解交换能与关联能最简洁的模型,也是后来密度泛函近似的出发点。本文在均匀电子气模型下逐项讨论库仑能、动能、交换能、关联能与电子对关联函数,随后介绍 Hartree-Fock 方程的数值求解与基组选取,最后讨论 Xα 方法以及超越 Hartree-Fock 近似的方法。
求解多体薛定谔方程的关键,是引入合适的近似把多体问题转化为单体问题。本文从玻恩-奥本海默近似和平均场概念讲起,逐步推导 Hartree-Fock 近似下的单电子自洽场方程,并讨论闭壳层与开壳层体系、Roothaan 矩阵表达以及 Koopmans 定理。