密度泛函理论:揭秘物质内部的秘密

什么是密度泛函理论?
DFT 是一种量子力学方法,用于计算多电子体系,例如原子和分子。它基于这样一个关键概念:体系的能量函数可以表示为电子密度的函数,电子密度是描述电子分布在空间中的方式。
DFT 的原理
DFT 的核心原理是 Hohenberg-Kohn 定理,该定理表明体系的基态能量是电子密度的唯一泛函。这使得我们可以通过找到给定电子密度的最低能量,来计算体系的性质,例如总能量、电子分布和化学键合。
DFT 的应用
DFT 在材料科学、化学、物理和生物学等领域有着广泛的应用。它可以用于:
DFT 的优势
与其他量子力学方法相比,DFT 具有以下优势:
DFT 的局限性
尽管 DFT 是一种强大的工具,但它也有一些局限性:
尽管如此,DFT 仍然是研究物质内部结构和性质最有价值的工具之一。从新材料的设计到理解生物系统的复杂性,DFT 正在不断推动我们的科学理解和技术进步。
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