Precisión y exactitud en cálculos de estructura electrónica: Wien2k y FPLO
Autores: Richter, Manuel; Kim, Seo-Jin; Koepernik, Klaus; Rosner, Helge; Möbius, Arnulf
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Precisión y exactitud en cálculos de estructura electrónica: Wien2k y FPLO
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Cálculos de estructura electrónica
Teoría del funcional de la densidad
Códigos numéricos
Funcional de energía de intercambio-correlación
Ecuaciones de Kohn-Sham
Cálculo de energía total
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los cálculos de estructura electrónica en el marco de la teoría del funcional de la densidad se basan en códigos numéricos complejos que se utilizan en una multitud de aplicaciones. Frecuentemente, se utiliza la información experimental existente como una referencia para la confiabilidad de dichos códigos. Sin embargo, sus resultados dependen tanto de la función de energía de intercambio-correlación elegida como de la implementación numérica específica de las ecuaciones de Kohn-Sham. La única forma de desentrañar estos dos elementos es mediante una comparación directa de dos o más códigos de estructura electrónica. Aquí abordamos la precisión numérica alcanzable y la precisión numérica en el cálculo de la energía total de los dos códigos de densidad funcional de todos los electrones Wien2k y FPLO. Ambos códigos se basan en implementaciones numéricas casi independientes y difieren en gran medida en la representación de la función de onda de Bloch. Por lo tanto, es un resultado muy alentador que los datos de energía total obtenidos con ambos códigos estén de acuerdo en menos de . Aquí relacionamos el término precisión numérica con el valor de la energía total, mientras que el término precisión numérica está relacionado con el ruido numérico observado en las derivadas de la energía total. Descubrimos que Wien2k logra una precisión ligeramente mayor que FPLO a costa de un esfuerzo numérico mayor. Además, demostramos que el código FPLO muestra una precisión algo mayor, es decir, menos ruido numérico en que Wien2k, lo cual es útil para la evaluación de propiedades físicas basadas en derivadas de .
Descripción
Los cálculos de estructura electrónica en el marco de la teoría del funcional de la densidad se basan en códigos numéricos complejos que se utilizan en una multitud de aplicaciones. Frecuentemente, se utiliza la información experimental existente como una referencia para la confiabilidad de dichos códigos. Sin embargo, sus resultados dependen tanto de la función de energía de intercambio-correlación elegida como de la implementación numérica específica de las ecuaciones de Kohn-Sham. La única forma de desentrañar estos dos elementos es mediante una comparación directa de dos o más códigos de estructura electrónica. Aquí abordamos la precisión numérica alcanzable y la precisión numérica en el cálculo de la energía total de los dos códigos de densidad funcional de todos los electrones Wien2k y FPLO. Ambos códigos se basan en implementaciones numéricas casi independientes y difieren en gran medida en la representación de la función de onda de Bloch. Por lo tanto, es un resultado muy alentador que los datos de energía total obtenidos con ambos códigos estén de acuerdo en menos de . Aquí relacionamos el término precisión numérica con el valor de la energía total, mientras que el término precisión numérica está relacionado con el ruido numérico observado en las derivadas de la energía total. Descubrimos que Wien2k logra una precisión ligeramente mayor que FPLO a costa de un esfuerzo numérico mayor. Además, demostramos que el código FPLO muestra una precisión algo mayor, es decir, menos ruido numérico en que Wien2k, lo cual es útil para la evaluación de propiedades físicas basadas en derivadas de .