Méthode fonctionnelle de densité totale des électrons dans les solides et surfaces

Un nouveau formalisme pour déterminer des énergies totales très précises des solides dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de densité est présenté, dans lequel tous les termes nécessaires sont facilement obtenus à partir du calcul de la bande d'énergie. Une caractéristique majeure de cette approche à tous les électrons est l'annulation algébrique explicite des singularités coulombiennes nucléaires dans les termes d'énergie cinétique et potentielle, ce qui conduit à une bonne stabilité numérique. À titre d'illustration, la méthode est mise en œuvre dans la méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel complet pour des films minces et appliquée à des monocouches de Cs et de graphite. Les informations structurelles (paramètres de réseau, constantes de force, etc.) pour le graphite sont en très bon accord avec l'expérience sur le graphite massif et sont plutôt insensibles à la qualité de la base. En revanche, l'énergie de cohésion calculée (relative à un atome de densité locale polarisé par spin) est assez sensible à la qualité de la base ; une base limitée donne des résultats en accord fortuit avec l'expérience. Le résultat convergé pour l'énergie de cohésion est trouvé être 17 % trop élevé par rapport à l'expérience, une erreur qui semble provenir de la négligence de la corrélation avec les configurations excitées proches dans l'atome de densité locale et non d'erreurs dans le système condensé.