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本论文发展了含时四分量相对论密度泛函理论,并用于含重元素体系的激发能和光谱常数计算。本论文的研究结果主要包括三个部分:
①编写了BDF-RESPONSE模块
在本工作组的BDF程序包中完成了非相对论含时密度泛函响应理论模块(BDF-RESPONSE)的编写。结合BDF程序包的高精度积分方案和多极展开方法,设计了Ω矩阵构造过程中的密度和诱导密度的库仑积分方案、利用群论对称性把Ω矩阵进行分块对角化降低计算量,并完成了直接求解和迭代求解算法。
系统研究并在BDF-RESPONSE模块实现了Davidsion子空间迭代。同时编写了适用于双精度复数的Davidsion子空间迭代方法为其在含时相对论密度泛函理论中的应用做好了准备。
②发展了含时相对论密度泛函理论。
本论文从Rajagopal等推导的偶合的含时Dirac方程出发,引入一些系统的物理近似,推导出可以求解的含时Dirac-Kohn-Sham方程,发展了KU、noncollinear和collinear三种自旋密度定义方法下的含时相对论密度泛函响应理论。
③编写了BDF-ZRESPONSE模块,并进行了原子分子体系的试算。
在BDF-ZRESPONSE模块中设计了一般迭代方案和Davidsion子空间迭代方案,完成了Tamm-dancoff近似方法程序。设计了激发能计算过程中的活性空间选择方案,可以根据计算需要灵活选择计算活性空间,利用活性空间方法可以完成截断近似和SPA近似。
通过对Zn、Cd、Hg的试算,证明Kramersunrestricted方法不能得到momentflip的态而collinear方法得到的激发能属于相同J的不同的Mj态不简并,这是因为这两种方法的Ω矩阵J2不对易性造成的。