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泛函选择对钇钡铜氧超导体能带与电子性质的影响
高温超导体由于其独特的电子特性和非常规的超导行为而引起了极大的关注。尤其是，由高能离子植入，压力和电磁场等外部场引起的高体性超导材料的相变已成为研究热点。但是，潜在的机械主义尚未完全理解。第一原理计算被广泛认为是深入探索这些内在机制的有效方法。在这项研究中，使用第一原理计算来研究氧空位现象对不同功能下YBA 2 Cu 3 O 7（YBCO 7）的电子传递性能和超导性能的影响（PBE，PBE + U，HSE06）。结果表明，氧空位显着改变了带的结构，并且在不同功能的预测中观察到了考虑的差异。YBA 2 Cu 3 O 6（YBCO 6）的计算带隙范围为0至1.69 eV。较大的带隙表明是绝缘状态，而没有带隙的缺乏表明材料保持金属。通过将结果与实验结果进行比较，我们发现HSE06功能提供了最合理的预测。带隙的存在或不存在主要受铜轨道的影响。氧气空位会导致材料的C轴拉长，这与实验中He-ion辐照后X射线差异（XRD）分析中观察到的趋势是一致的。我们的发现有助于解释在外部田地下，尤其是He-Ion Irra-priation的金属 - 绝缘体相变，并为开发高温超导材料及其设备应用提供了理论基础和新见解。
密度泛函理论简介
这些讲义来自以下课程： - 第 18 届欧洲量子化学暑期学校 (ESQC)，2024 年 9 月 8 日至 21 日，意大利西西里岛。 - 第 4 届国际电子结构理论暑期学校：物理学和化学中的电子相关性 (ISTPC)，2024 年 6 月 16 日至 29 日，法国奥苏瓦。 - 第 18 届欧洲量子化学暑期学校 (ESQC)，2022 年 9 月 11 日至 24 日，意大利西西里岛。 - 第 3 届国际电子结构理论暑期学校：物理学和化学中的电子相关性 (ISTPC)，2022 年 6 月 19 日至 7 月 2 日，法国奥苏瓦。 - 第 17 届欧洲量子化学暑期学校 (ESQC)，2019 年 9 月 8 日至 21 日，意大利西西里岛。 - 第二届电子结构理论国际暑期学校：物理学和化学中的电子关联 (ISTPC)，2017 年 6 月 18 日至 7 月 1 日，法国奥苏瓦。 - 2015 年 ICS 暑期学校“界面科学趋势：数学 - 化学 - 高性能计算”，2015 年 7 月 15 日至 8 月 14 日，法国罗斯科夫。 - 电子结构理论国际暑期学校：物理学和化学中的电子关联 (ISTPC)，2015 年 6 月 14 日至 27 日，法国奥苏瓦。
多硫化锂的密度泛函理论研究......
引言为了满足对电动汽车续航里程不断增长的需求，锂硫（Li-S）电池受到越来越多的关注，其理论能量密度（2600 Wh·kg -1 ）[1]远高于传统锂离子电池（约 400 Wh·kg -1 ）[2]。然而，其商业化应用仍然存在一些障碍：多硫化锂（LiPSs）引起的穿梭效应，Li 2 S的分解能大，S和Li 2 S的绝缘性导致的循环寿命较差，正极活性成分利用率低，锂电极钝化[3,4]，倍率性能差[5]以及循环过程中体积变化剧烈[6]。为了解决上述问题，一系列碳基材料和金属基材料以硫为主体材料，通过物理或化学作用限制LiPSs。碳基材料包括多孔碳 [7-9]、空心碳 [10-12]、木质碳 [13]、碳纳米纤维和碳纳米管 [14]。金属基材料包括 MXene [5] 和过渡金属氧化物/氮化物/硫化物 [15-19]。
走向量子计算机的密度泛函理论？
量子计算机已显示出解决传统计算机目前无法解决的特定问题的潜力，但它们在比传统计算机更快地解决工业问题方面仍处于起步阶段[1,2]。量子计算机的近期应用之一是量子化学（见参考文献[3-7]及其参考文献），其重点是波函数理论（WFT），旨在对电子结构问题进行数值精确解。虽然量子相位估计（QPE）算法原则上能够完全解决该问题[8-12]，但所需的电路深度阻碍了它们在嘈杂的中尺度量子（NISQ）时代的应用[13]。因此，人们开发出了更有效的算法，例如量子随机漂移协议 [ 14 ] ，或使用幺正函数的线性组合和量子比特化形式直接模拟哈密顿量 [ 15 – 18 ] 。为了更适应 NISQ 时代，人们专门设计了几种变分量子算法（混合量子-经典），用于制备基态 [ 19 – 23 ] 和最近的激发态 [ 24 – 26 ] ，并计算原子力和分子特性 [ 27 – 30 ] 。然而，尽管量子计算机宣布了指数级的加速，但何时才能真正在实践中实现实际的量子优势仍不清楚，而且在不久的将来期待任何有重大影响的应用都是困难的 [ 31 – 34 ] 。事实上，量子算法在量子化学中的应用仍然受到可负担系统规模的限制，因为系统的大小决定了所需的量子比特数。尽管量子设备上的量子比特数有望迅速增加，但未来几年预计还不会出现能够处理真实量子化学系统的稳定机器。在 NISQ 时代的噪声量子计算机中，高精度结果是难以实现的，对于具有重大社会和工业影响的相关应用来说，对化学精度的追求仍然是一条漫长的道路。目前，对化学、凝聚态物理甚至生物学等大型系统的经典计算主要依赖于密度泛函理论 (DFT) [ 35 , 36 ]，由于它仅相对于系统尺寸以立方倍数缩放，因此不能预先预期其具有量子优势。相反，最近的研究重点是利用矩阵积态、机器学习和量子计算机构建精确的交换关联 (XC) 密度泛函，而这种密度泛函的精确确定是 QMA 难题 [37]。人们还研究了如何解决 Kohn-Sham 势反演问题，其中在量子计算机上测量随时间演化的多体系统的密度 [44-46]。其他有趣的工作分别将 DFT 及其时间相关版本的 Hohenberg-Kohn 定理和 Runge-Gross 定理推广到量子比特哈密顿量，从而有可能将量子计算中的多体可观测量近似为密度的单量子比特量函数 [ 47 , 48 ]。但上述工作均未旨在解决量子计算机上的 Kohn-Sham (KS) 非相互作用问题。只有少数尝试在量子计算机上执行平均场近似，例如在 12 量子比特平台上具有里程碑意义的 Hartree-Fock 实验 [ 49 ]，或在量子退火器上计算单粒子密度矩阵 [ 50 ]。在这两种情况下，都没有预见到实际的量子优势。因此，DFT 仍然应用于经典计算机，尽管有时通过使用嵌入策略在量子计算机上与 WFT 结合 [ 6 , 51 , 52 ]。在这项工作中，我们研究了使用数字量子计算机扩展 DFT 等平均场型方法的好处。讨论了一种可能的量子优势，即 KS 汉密尔顿量与辅助相互作用汉密尔顿量之间的反直觉映射，以计算基础表示，这与几十年来的做法相反。有了这种新的编码，在某些理想情况下，平均场型汉密尔顿量可以在量子计算机上以指数级的速度得到解决，类似于相互作用汉密尔顿量。
函基契公告第45号 令和6年5月29日
6 天前 — jp/msdf/bukei/index.html。第 2 页。货号。规格（详情）。货号。货号。滚装船。编号。货号。名称。时间表。单位。数量。标准（根据函馆基本大米和食品标准并如下所示）。
“范德华相互作用的密度泛函模型：用非局部泛函统一多体原子方法”的补充材料
稿件的所有计算资源均可在 Git 存储库 [1] 和相关数据文件 [2] 中找到。其中包括用于生成输入文件、运行计算、处理和分析数据以及生成图形的脚本。文件组织在存储库中的 README.md 文件中描述。所有 DFT 计算均使用 FHI-aims [3] 完成，其使用原子中心基组和数值径向部分。我们使用严格的默认基组和网格设置，这可确保本文研究的范德华 (vdW) 体系的结合能数值收敛到 0.1 kcal/mol。MBD 计算借助于集成到 FHI-aims 中的 Libmbd 库 [4] 执行，并且可使用当前开发版本在 FHI-aims 中直接执行 MBD-NL 计算。我们目前的实现不包括函数导数δαVV'[n]/δn，因此本文在自洽PBE密度上评估MBD-NL，而导数的实现仍在进行中。重要的是，已发现由范德华相互作用引起的电子密度变化对相互作用能和核力的影响可忽略不计[5]。S66、X23和S12L集的PBE、PBE0和VV10能量取自[6]，其使用与本文相同的数值设置。对于分子晶体，所有DFT和MBD计算均使用逆空间中密度至少为0.8˚A的k点网格。对于硬固体，我们使用了[7]中的k点密度。所有分子和晶体几何形状均直接取自各自的基准集，未进行任何松弛。表 I 报告了 MBD-NL、MBD@rsSCS 和 VV10 与 PBE 和 PBE0 函数结合对一组有机分子晶体（X23，[11]）、一组超分子复合物（S12L，[12]）和一组 26 种层状材料（称为“26”，[10]）的性能。在标准范德华数据集中，S12L 是唯一一个 MBD-NL 与 PBE 和 PBE0 函数结合时实现不同性能的数据集。这主要是因为 PBE 与 π – π 复合物的结合力比 PBE0 略强。对于大型 π – π 复合物，半局部 DFT 和长程范德华模型之间的适当平衡尚不清楚 [6]。在“26”集中，MBD@rsSCS 哈密顿量对 26 种化合物中的 20 种具有负特征值。然而，为了获得有限能量，我们使用了 Gould 等人提出的特征值重标度 [9]。图 1 比较了由 PBE-NL 计算的混合有机/无机界面的结合能曲线以及 Ruiz 等人的 MBD@rsSCS 和 TS 方法的表面变体 [13]。表 II 列出了 DFT+MBD 的时序示例
二维柱状纳米粒子的密度泛函理论研究
图 1：单层结构，(ab) 碘化铅-PbI 2 ，(cd) 氧化铅 PbO ，(ef) 氧化锡 SnO ，(gh) 硫化铟-InS ，(ij) 硒化铟-InSe ，分别为顶视图和透视侧视图。(k) PbO 和 SnO ，(l) PbI 2 ，InS 和 InSe 的第一布里渊区路径。原子颜色代码：黑色=Pb，紫色=I，红色=O，浅蓝/灰色=Sn，浅粉色=In，黄色=S，绿色=Se
密度泛函理论在材料性质计算中的量子后见之明
材料的基本性质由原子核势能、电子质量和相互排斥力下的电子决定。不同材料之间的变量是离子势。计算电子性质的逻辑程序是从势到电子分布。这使得从原子、分子到固体的材料性质的实际计算成为可能。由于许多人的努力，这种方法已经蓬勃发展。这个概念类似于将人类人口分布的预测从丘陵和山谷的景观转变为从人口分布确定景观。在原子系统中，量子的怪癖允许这种切换，但决定它只是量子态断层扫描中的一个切片。作者分享了他从这个切片开发的经验，但接近用人口切换景观的强大概念。
H2O 和 SO2 在催化铂表面的竞争吸附：密度泛函理论
摘要 铂被广泛用作混合硫 (HyS) 循环中氢气生产的首选催化剂。在此循环中，水 (H 2 O) 和二氧化硫 (SO 2 ) 反应生成硫酸和氢气。然而，铂对 H 2 O 和 SO 2 的表面反应性尚未完全了解，尤其是考虑到表面上可能发生的竞争吸附。在本研究中，我们进行了密度泛函理论计算和长程色散校正 [DFT-D3-(BJ)]，以研究 H 2 O 和 SO 2 对 Pt (001)、(011) 和 (111) 表面的竞争效应。比较单个H 2 O分子在不同Pt表面的吸附情况，发现H 2 O在(001)表面的解离吸附能最低(E ads = –1.758 eV)，其次是(011)表面(E ads = –0.699 eV)和(111)表面(E ads = –0.464 eV)。对于SO 2 分子的吸附，趋势类似，在(001)表面的吸附能最低(E ads = –2.471 eV)，其次是(011)表面(E ads = –2.390 eV)和(111)表面(E ads = –1.852 eV)。因此，在H 2 O和SO 2 竞争吸附时，SO 2 分子会优先吸附到Pt表面。如果SO 2 浓度增加，两个相邻的SO 2 分子之间可能会发生自反应，导致表面形成一氧化硫（SO）和三氧化硫（SO 3 ），这可能导致Pt催化表面硫中毒。