論文の概要: An Efficient DFT Solver for Nanoscale Simulations and Beyond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07385v2
- Date: Thu, 25 Mar 2021 18:45:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 02:26:30.518858
- Title: An Efficient DFT Solver for Nanoscale Simulations and Beyond
- Title（参考訳）: ナノスケールシミュレーションのための効率的なDFTソルバ
- Authors: Xuecheng Shao, Wenhui Mi, and Michele Pavanello
- Abstract要約: 我々は、DFTをナノスケールを超えるシステムサイズに拡張する代替の軌道自由DFTソルバを提案する。
OE-SCF(OE-SCF)は、(典型的には計算コストがかかる)パウリポテンシャルを外部ポテンシャルとして扱い、反復後に更新する反復解法である。
シリコン基材料について,1CPUのみを用いて,これまでで最大のアブイニシアトシミュレーションを行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We present the One-orbital Ensemble Self-Consistent Field (OE-SCF) method, an
{alternative} orbital-free DFT solver that extends the applicability of DFT to
system sizes beyond the nanoscale while retaining the accuracy required to be
predictive. OE-SCF is an iterative solver where the (typically computationally
expensive) Pauli potential is treated as an external potential and updated
after each iteration. Because only up to a dozen iterations are needed to reach
convergence, OE-SCF dramatically outperforms current orbital-free DFT solvers.
Employing merely a single CPU, we carried out the largest ab initio simulation
for silicon-based materials to date. OE-SCF is able to converge the energy of
bulk-cut Si nanoparticles as a function of their diameter up to 16 nm, for the
first time reproducing known empirical results. We model polarization and
interface charge transfer when a Si slab is sandwiched between two metal slabs
where lattice matching mandates a very large slab size. Additionally, OE-SCF
opens the door to adopt even more accurate functionals in orbital-free DFT
simulations while still tackling systems sizes beyond the nanoscale.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,DFTをナノスケールを超えるシステムサイズに拡張し,予測に必要な精度を保ちながら,DFTの適用性を高めるための一軌道収束自己整合場(OE-SCF)法を提案する。
OE-SCFは反復解法であり、(典型的には計算コストがかかる)パウリポテンシャルを外部ポテンシャルとして扱い、反復後に更新する。
OE-SCFは収束に達するのに最大12回の反復しか必要としないため、現在の軌道自由DFT解法よりも劇的に優れている。
単一cpuのみを採用し、これまでシリコン素材のab initioシミュレーションを最大で実施した。
OE-SCFは、バルクカットしたSiナノ粒子のエネルギーを直径最大16nmの関数として収束させることができる。
格子マッチングが非常に大きなスラブサイズである2つの金属スラブ間にSiスラブを挟むと、偏極および界面電荷移動をモデル化する。
さらに、OE-SCFは、ナノスケールを超えるシステムサイズに対応しながら、軌道のないDFTシミュレーションにさらに正確な機能を採用するための扉を開く。
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