两组分 $GW$ 计算：立方尺度实现和顶点修正与部分自洽 $GW$ 变体的比较
摘要：基于原子轨道的全电子二组分$GW$近似（GWA）在闭壳层分子中的实现 使用$GW$近似（GWA）的时空公式和自能的解析延拓以及对原子对密度拟合（PADF）进行基组切换的方法,我们报道了一种闭壳层分子的全电子、原子轨道（AO）为基础的二元组分（2C）的$GW$算法。通过在准单组分水平计算动力学贡献之后,我们的2C $GW$算法只比标量相对论情况下的算法慢了大约两到三倍。此外,我们还提出了最简单的自能顶点修正，即静态筛选的$G3W2$修正的2C实现。我们用我们的实现计算了67个含重元素的分子的第一电离能（SOC81集的一个子集）,并与WEST代码的结果进行了比较，发现当使用$G\_0W\_0$@PBE和$G\_0W\_0$@PBE0时，平均绝对偏差约为70 meV。这很可能是由于两种实现在技术上的不同引起的，特别是基组的不同选择、赝势模型的不同逼近、自能的频率依赖性的不同处理和2C-Hamiltonian的选择。最后,我们通过与垂直实验参考值的比较来评估一些（部分自洽）的GWA变体在计算第一电离能方面的性能。$G\_0W\_0$PBE0（25％精确交换）和$G\_0W\_0$BHLYP（50％精确交换）的平均绝对偏差（MAD）最小，约为200 meV。只考虑本征值的自洽$GW$（ev$GW$）和准粒子自洽$GW$（qs$GW$）明显高估了第一电离能。扰动$G3W2$修正提高了实验结果与$G\_0W\_0$单独估计值的一致性。具有仅140 meV的MAD的2C-$G\_0W\_0$PBE0 + $G3W2$方法与实验参考值最接近。
作者：Arno F"orster, Erik van Lenthe, Edoardo Spadetto, Lucas Visscher
论文ID：2303.09979
分类：Chemical Physics
分类简称：physics.chem-ph
提交时间：2023-05-18