《重正化二階微擾理論的發展和在凝聚態物理中的套用》是依託中國科學技術大學，由任新國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：重正化二階微擾理論的發展和在凝聚態物理中的套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：任新國
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於第一性原理的電子結構方法在現代物理學，化學，和材料科學中都具有重要意義。密度泛函理論在局域或半局域近似下可以達成良好的精度與計算量的性價比，因而在過去數十年的電子結構計算中獲得了廣泛套用。然而，由於局域和半局域近似固有的缺陷，也由於現代科學研究中對於更高精度和可靠性計算的需求，有必要發展更為精準可靠，適用性更為廣泛的第一性原理方法。有鑒於此，我們通過對密度泛函理論和多體微擾理論的結合，發展和實現了重正化二階微擾理論。在各類分子系統中的基準測試表明該理論可以同時較精確地地描述共價鍵，范德華力，和化學反應勢壘。在本項目中，我們擬在如下幾方面開展研究：（1）改良算法和程式，提高理論的效率和可計算系統的尺寸；（2）在此基礎上，將該理論套用於凝聚態物理系統中的疑難問題；（3）對目前的理論方案在實際計算中暴露出的不足進行修正。我們的目標是發展一套對於分子物理和凝聚態物理普遍適用的精確高效的電子結構方法。
結題摘要
在本項目中，我們在全電子從頭計算軟體包FHI-aims中實現了周期性重正化二階微擾理論（rPT2），這為克服傳統密度泛函理論方法在特定凝聚態物理和材料體系中局限性提供了一個嘗試性的解決方案。其中，該理論的無規相近似（RPA）部分經過充分的效率最佳化和穩定性測試，實現了高度並行化，單獨使用時，可程式化套用於百原子量級體系的計算。目前FHI-aims中的RPA模組可用於描述塊體材料、二維范德華異質結、分子表面吸附、固體中的點缺陷等多種計算物理、化學、以及材料科學中感興趣的體系。我們目前正在對完整的rPT2程式進行最佳化和測試。我們預料，RPA及其拓展方案rPT2，在不遠的將來，將在物理和材料科學中多種體系的計算中發揮重要作用，對這些學科領域發展產生積極的影響。
