Electronic Density Functional Theory: Recent Progress and New Directions

این کتاب نتیجه کارگاه بین‌المللی نظریه تابعی چگالی الکترونیکی است که در دانشگاه گریفیث در بریزبن، استرالیا، در ژوئیه 1996 برگزار شد. نظریه تابعی چگالی، که در مرز بین رشته‌های فیزیک، شیمی، و علم مواد، یک میکسر عالی است. کارشناسان دعوت شده از آمریکای شمالی، اروپا و استرالیا با دانشجویانی از چندین رشته در هم آمیختند و به سرعت سبک غیررسمی را که استرالیا به آن مشهور است، در پیش گرفتند. فهرست شرکت کنندگان در پایان کتاب آورده شده است. نظریه تابعی چگالی (DFT) یک رویکرد ظریف به مسئله بسیار دشوار پیش‌بینی رفتار بسیاری از ذرات متقابل است. یک کاربرد اصلی مطالعه سیستم های چند الکترونی است. این موضوع کارگاه بود که از جمله شیمی محاسباتی و فیزیک ماده متراکم را در بر می گرفت. DFT رویکرد مفهومی ساده‌تر (اما از نظر محاسباتی فشرده‌تر) را که در آن معادله شرودینگر چند بدنه را حل می‌کند، دور می‌زند. در عوض بر ملاحظات نسبتاً ظریف مربوط به چگالی عدد الکترون متکی است. برای سال‌های متمادی، کار پیشگام کوهن و شام (تقریبا نزدیک به تراکم محلی 1965 و الحاقات فوری) نشان‌دهنده وضعیت هنر در DFT بود. این رویکرد به دلیل سادگی جذاب و محاسباتی آن به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت، اما دقت نسبتاً کمی داشت. در چند سال اخیر، علاقه‌ای دوباره به وجود آمده است، که عمدتاً به دلیل موفقیت چشمگیر نسل جدید عملکردهای گرادیان است که آغازگر آن شامل دعوت‌کنندگان به کارگاه (Perdew، Parr، Yang) است.

This book is an outcome of the International Workshop on Electronic Density Functional Theory, held at Griffith University in Brisbane, Australia, in July 1996. Density functional theory, standing as it does at the boundary between the disciplines of physics, chemistry, and materials science, is a great mixer. Invited experts from North America, Europe, and Australia mingled with students from several disciplines, rapidly taking up the informal style for which Australia is famous. A list of participants is given at the end of the book. Density functional theory (DFT) is a subtle approach to the very difficult problem of predicting the behavior of many interacting particles. A major application is the study of many-electron systems. This was the workshop theme, embracing inter alia computational chemistry and condensed matter physics. DFT circumvents the more conceptually straightforward (but more computationally intensive) approach in which one solves the many-body Schrodinger equation. It relies instead on rather delicate considerations involving the electron number density. For many years the pioneering work of Kohn and Sham (the Local Density Ap­ proximation of 1965 and immediate extensions) represented the state of the art in DFT. This approach was widely used for its appealing simplicity and computability, but gave rather modest accuracy. In the last few years there has been a renaissance of interest, quite largely due to the remarkable success of the new generation of gradient functionals whose initiators include invitees to the workshop (Perdew, Parr, Yang).