Dichtefunktionaltheorie der Korrelationsenergie in Atomen und Ionen: Ein einfaches analytisches Modell und eine Herausforderung

Ein einfaches und genaues analytisches Modell wird für die Korrelationsenergie jedes Atoms oder Ions innerhalb von drei Dichtefunktionalannäherungen abgeleitet, die auf dem einheitlichen Elektronengas basieren: der lokalen Spin-Dichte-Näherung (LSD), der selbstwechselwirkungs-korrigierten (SIC) Version der LSD und der antiparallelen Spin-LSD von Stoll et al. Die letzten beiden Näherungen liefern gute Ergebnisse für die Korrelationsenergien neutraler Atome, im Gegensatz zur LSD, die diese Energien um den Faktor 2 überschätzt. Dennoch zeigen alle drei Näherungen ein falsches lnZ-führendes Verhalten, wenn die nukleare Ladung Z gegen unendlich tendiert, bei fester Elektronenzahl N. Es ist schwer zu erkennen, wie eine a priori Elektronengas-Näherung das exakte führende Verhalten reproduzieren kann, das je nach Wert von N konstant oder linear in Z ist.