百科问答小站 logo
百科问答小站 font logo



量子化学和计算凝聚态物理有什么共同点和不同点? 第1页

  

user avatar   CharlesTDDFT 网友的相关建议: 
      

具体说来,有价值的回答应该局域在:量子化学与计算凝聚态物理之间有什么共同点和不同点。而且,这里主要是第一性原理层面上,方有可比性。

这个我先简单回答一下,有时间再详细。由于我是计算凝聚态方向,量子化学可能一知半解,知乎有量化方面的牛人,可以合而听之。

先说不同点:

首先,计算层面,量子化学流行的方法基于波函数理论。从Hartree-Fork到Post-Hartree-Fork,机理上是利用单粒子Slater行列式做微扰/变分。计算凝聚态物理中第一性原理一般是指密度泛函理论(DFT)。

其次,方法发展的目标重点不同。量子化学追求高精度,heaven是能够在精确得到各种能量键长等化学信息。计算凝聚态物理则基本上认可GGA级别的DFT计算,然后引入更多维度比如声子,光子,考虑其相互作用。

再次,研究体系以及后续的表述手段不同。量子化学集中于原子分子团簇体系,表面只有很少部分,几乎没见过体相计算。而计算凝聚态物理恰好相反。主要集中于固体材料(包括二维),其次是表界面体系,而原子分子团簇计算很少。体系的区别也造成表述方式不同:量化(能级)DFT(能带)

最后,就是计算软件的实现和侧重点不同。一般的量化软件,往往是局域轨道,包括Gaussian基组,Slater基组,数值原子轨道基组等;DFT则比较简单,基本上是平面波。量化基本不需要K点采样,DFT则必需;常见模块不同:量化包括NEB、QMMM,DFT则是电场、电声耦合、输运。

而相同点其实更多

原理上:都是基于量子力学;都利用了绝热近似;(大部分)都使用赝势;原理都基于函数/泛函变分;

技术上:(大部分)都是Fortran程序;几乎全部都运行于Unix-like系统;并行策略无外乎MPI+OpenMP/Cuda; 计算量大部分集中于矩阵对角化(订正,根据评论区大佬 @青研帮帮 @杨知守 提醒,量化方法主要计算量是双电子积分,这个是我的知识盲区);




  

相关话题

  什么液体可以装在水杯里用打火机点燃吹灭还能喝下去? 
  如何评价中文媒体宣称「张首晟团队发现天使粒子」?这项工作的实际成果和意义是什么? 
  为什么都说 温度变高导致粒子运动变快,而不说 粒子运动变快导致温度变高? 
  为什么骑自行车转弯后不需要回正车头,而汽车需要? 
  狭义相对论把经典力学推翻了吗? 
  如何看待在某段原子弹炸毁广岛的视频下,评论区里全是大声叫好的人的现象? 
  以一个现实国家的军力,是否能够在不动用核武器的情况下破坏一块长宽高均为100米的均质钢立方体? 
  为何密度小的物质会上升,从分子或原子层次来看? 
  有哪些有趣、脑洞大开的学术论文? 
  为什么化学中有些公式非要将 ln 强行成 lg 与 2.303? 

前一个讨论
为什么坐高铁互联网购票可以直接刷二代身份证进站,还是有这么多人选择取票?
下一个讨论
在大部分人力所能达到的范围内,用冷兵器能劈开多厚的钢板?





© 2025-04-01 - tinynew.org. All Rights Reserved.
© 2025-04-01 - tinynew.org. 保留所有权利