平面波

分子与固体的计算

Published: 2026-10-07

有时,重温真正重要的内容并无坏处。下面,请允许我重新回顾分子和固体的电子结构理论基础。这样做是为了简要重温我们已经知道的内容及其通常的表述方式,让后面的理解稍微容易一些。出于多种原因,先从分子讲起,再讨论周期性固体,是值得的。如果你是一位真正的理论专家,可以选择跳过这一整节,也可能会觉得我把艰深理论归结到如此基础的层次颇为有趣。这样讲述或许显得我没有充分尊重那些为我们铺路的杰出理论家;不过,我确实尊重他们取得的成就,这一点必须说清楚,只是我需要作些简化。如果你觉得这些内容过于浅显,也请包涵:此时此刻,我是在有意向一位极其聪明的非化学专业人士讲述这些内容。

赝势:正交化平面波、模守恒赝势与超软赝势

Published: 2026-10-06

内层电子波函数在原子核附近剧烈振荡,直接用平面波展开代价极高,赝势正是为解决这一问题而生。本文从正交化平面波讲起,介绍模守恒赝势的构造过程与 Troullier-Martins 赝势、赝势的局域与 KB 非局域分部形式,最后讨论超软赝势。

在 Abinit 模守恒框架下实现电子局域函数(ELF):理论推导与测试

Published: 2026-10-05

本文整理自 Aurélien Lherbier 于 2009 年撰写的两份 Abinit 技术报告 \cite{lherbier2009implementation,lherbier2009test}:先回顾平面波电子结构计算的基础,以及波函数、电子密度和动能密度在晶体对称性下的处理方式;再在此基础上构造电子局域函数(ELF),并用孤立 H 原子和 Li 原子检验它在 Abinit 模守恒赝势框架中的实现。

$$ ELF(\mathbf{r}) = \frac{1}{1+\left(\dfrac{D(\mathbf{r})}{D^0(\mathbf{r})}\right)^2} $$