論文の概要: Time-Dependent Density Functional Theory with the Orthogonal Projector Augmented Wave Method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.14179v1
• Date: Mon, 18 Dec 2023 18:15:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-31 03:46:54.664860
• Title: Time-Dependent Density Functional Theory with the Orthogonal Projector Augmented Wave Method
• Title（参考訳）: 直交プロジェクタ拡張波法による時間依存密度汎関数理論
• Authors: Minh Nguyen, Tim Duong, Daniel Neuhauser
• Abstract要約: Bl"ochl は滑らかな擬似波動関数を高振動性全電子 DFT 軌道に線形にマッピングする。 我々は,OPAWをリアルタイム時間依存(TD)DFTで実装することで,DFT後のメソッドで有効にするための第一歩を踏み出した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6856896119187885
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The projector augmented wave (PAW) method of Bl\"ochl linearly maps smooth pseudo wavefunctions to the highly oscillatory all-electron DFT orbitals. Compared to norm-conserving pseudopotentials (NCPP), PAW has the advantage of lower kinetic energy cutoffs and larger grid spacings at the cost of having to solve for non-orthogonal wavefunctions. We earlier developed orthogonal PAW (OPAW) to allow the use of PAW when orthogonal wavefunctions are required. In OPAW, the pseudo wavefunctions are transformed through the efficient application of powers of the PAW overlap operator with essentially no extra cost compared to NCPP methods. Previously, we applied OPAW to DFT. Here, we take the first step to make OPAW viable for post-DFT methods by implementing it in real-time time-dependent (TD) DFT. Using fourth-order Runge-Kutta for the time-propagation, we compare calculations of absorption spectra for various organic and biological molecules and show that very large grid spacings are sufficient, 0.6-0.8 Bohr in OPAW-TDDFT rather than the 0.4-0.5 Bohr used in traditional NCPP-TDDFT calculations. This reduces the memory and propagation costs by up to a factor of 5. Our method would be directly applicable to any post-DFT methods that require time-dependent propagations such as GW and BSE.
• Abstract（参考訳）: Bl\"ochlのプロジェクタ拡張波(PAW)法は、滑らかな擬似波動関数を高振動性全電子DFT軌道にマッピングする。 ノルム保存擬ポテンシャル(NCPP)と比較して、PAWは非直交波動関数の解法を犠牲にして、より低い運動エネルギーカットオフとより大きなグリッド間隔の利点を持つ。 我々は,直交波動関数を必要とする場合にPAWを使用できる直交波動PAW(OPAW)を開発した。 OPAWでは、擬似波動関数は、NCPP法と比較して本質的に余分なコストを伴わないPAWオーバーラップ演算子の効率よく適用することで変換される。 従来, OPAW を DFT に適用した。 本稿では,リアルタイム時間依存(TD)DFTで実装することで,OPAWをポストDFTで実現可能にする第一歩とする。 4階のルンゲ・クッタを用いて様々な有機分子と生物分子の吸収スペクトルの計算を行い、従来のNCPP-TDDFT計算で用いられる0.4-0.5ボーアではなく、OPAW-TDDFTの0.6-0.8ボーアであることを示す。 これにより、メモリと伝搬コストを最大5.5%削減できる。 本手法は,GWやBSEなどの時間依存性の伝搬を必要とするポストDFT法に直接適用可能である。

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