論文の概要: Enhancing Density Functional Theory for Static Correlation in Large Molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.02254v1
• Date: Mon, 04 Nov 2024 16:43:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-05 21:26:59.909216
• Title: Enhancing Density Functional Theory for Static Correlation in Large Molecules
• Title（参考訳）: 大分子の静的相関に対する密度汎関数理論の強化
• Authors: Daniel Gibney, Jan-Niklas Boyn, David A. Mazziotti,
• Abstract要約: 密度汎関数理論(DFT)の実際の重要な課題は、静的電子相関を扱う能力が限られていることである。 近年,DFTの1電子還元密度行列理論と2電子還元密度行列理論を組み合わせることで,静的相関に対するDFTの普遍的な$O(N3)$一般化が得られる。 得られた機能理論を線形水素鎖に適用し,一重項-三重項ギャップとアセアの平衡ジオメトリの予測を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: A critical challenge for density functional theory (DFT) in practice is its limited ability to treat static electron correlation, leading to errors in its prediction of charges, multiradicals, and reaction barriers. Recently, we combined one- and two-electron reduced density matrix theories with DFT to obtain a universal $O(N^3)$ generalization of DFT for static correlation. In this Letter, we enhance the theory's treatment of large molecules by renormalizing the trace of the two-electron identity matrix in the correction using Cauchy-Schwarz inequalities of the electron-electron repulsion matrix. We apply the resulting functional theory to linear hydrogen chains as well as the prediction of the singlet-triplet gap and equilibrium geometries of a series of acenes. This renormalization of the generalized DFT retains the $O(N^{3})$ computational scaling of DFT while enabling the accurate treatment of static correlation for a broad range of molecules and materials.
• Abstract（参考訳）: 密度汎関数理論(DFT)の実際の重要な課題は、静電子相関を扱う能力の限界であり、電荷、多ラジカル、反応障壁の予測における誤差につながる。 近年,DFTの1電子還元密度行列理論と2電子還元密度行列理論を組み合わせることで,静的相関に対するDFTの普遍的な$O(N^3)$一般化が得られる。 このレターでは、電子-電子反発行列のコーシー=シュワルツ不等式を用いた補正において、2電子同一性行列のトレースを正規化することにより、大きな分子に対する理論の扱いを強化する。 得られた機能理論を線形水素鎖に適用し,一連のアセアにおける一重項-三重項ギャップと平衡ジオメトリの予測を行う。 この一般化されたDFTの再正規化は、DFTの$O(N^{3})$計算スケーリングを維持しつつ、幅広い分子や材料に対する静的相関の正確な処理を可能にしている。

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