Análise do vetor de onda da energia de superfície de troca-correlacionamento do jellium na aproximação de fase aleatória: Suporte para funcionais de densidade não empíricos

Relatamos uma análise do vetor de onda tridimensional da energia de superfície de troca-correlacionamento (xc) do jellium na aproximação de fase aleatória (RPA). A RPA descreve com precisão os efeitos de xc de longo alcance, que são desafiadores para aproximações semilocais, uma vez que inclui o comportamento universal de pequeno vetor de onda derivado por Langreth e Perdew. Utilizamos esses cálculos rigorosos da RPA para lajes de jellium para testar as versões da RPA de aproximações não empíricas de funcionais de densidade semilocal para a energia de xc. A aproximação de densidade de spin local exibe erros compensatórios nas regiões de pequeno e médio vetor de onda. A aproximação de gradiente generalizado de Perdew-Burke-Ernzerhof melhora a análise para vetores de onda intermediários, mas permanece muito baixa para pequenos vetores de onda (implicando energias de superfície de jellium xc muito baixas). A aproximação de gradiente metafuncional não empírica de Tao, Perdew, Staroverov e Scuseria fornece uma análise realista do vetor de onda, mesmo para pequenos vetores de onda ou efeitos de longo alcance. Também estudamos os efeitos da espessura da laje e das correções de curto alcance à RPA.