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Potential Functional Embedding Theory with an Improved Kohn–Sham Inversion Algorithm
Journal of Chemical Theory and Computation ( IF 5.7 ) Pub Date : 2018-09-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jctc.8b00717 Qi Ou 1 , Emily A. Carter 2
Journal of Chemical Theory and Computation ( IF 5.7 ) Pub Date : 2018-09-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jctc.8b00717 Qi Ou 1 , Emily A. Carter 2
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Potential functional embedding theory (PFET) is a rigorous theory that can yield a unique, self-consistent embedding potential shared by different subsystems treated at different levels of theory. Application of PFET has been limited by the time-consuming and sometimes unstable optimized effective potential (OEP) procedure. Here, we improve the performance of PFET by replacing the OEP algorithm with a new method to reconstruct the effective Kohn–Sham (KS) potential. We propose a direct, efficient KS inversion algorithm to solve for the effective KS potential and then employ the resulting algorithm in PFET. We benchmark our KS inversion algorithm against the recently reported modified Ryabinkin–Kohut–Staroverov (mRKS) procedure. Numerical examples show that, with sufficiently large basis sets, our KS inversion algorithm generates almost as accurate results as the mRKS procedure does, except in the vicinity of atomic nuclei, and that it requires less computational time. Three types of chemical interactions then were tested using the new KS inversion algorithm in PFET; the energetics computed from the updated formalism compare well to benchmarks.
中文翻译：
改进的Kohn-Sham反演算法的潜在函数嵌入理论
潜在功能嵌入理论（PFET）是一种严格的理论，可以产生独特的，自洽的嵌入潜力，这些潜能由在不同理论水平下处理的不同子系统共享。PFET的应用受到费时且有时不稳定的优化有效电位（OEP）程序的限制。在这里，我们通过用一种新的方法来重建有效的Kohn-Sham（KS）电位的方法来代替OEP算法，从而提高了PFET的性能。我们提出了一种直接有效的KS反演算法，以解决有效KS势，然后在PFET中采用所得算法。我们根据最近报道的改进的Ryabinkin–Kohut–Staroverov（mRKS）程序对KS反演算法进行基准测试。数值示例表明，在具有足够大的基础集的情况下，除了在原子核附近，我们的KS反演算法产生的结果几乎与mRKS过程一样精确，而且所需的计算时间更少。然后在PFET中使用新的KS反演算法测试了三种化学相互作用。从更新的形式主义中计算出的能量学与基准有很好的对比。
更新日期：2018-09-14
中文翻译：
改进的Kohn-Sham反演算法的潜在函数嵌入理论
潜在功能嵌入理论（PFET）是一种严格的理论，可以产生独特的，自洽的嵌入潜力，这些潜能由在不同理论水平下处理的不同子系统共享。PFET的应用受到费时且有时不稳定的优化有效电位（OEP）程序的限制。在这里，我们通过用一种新的方法来重建有效的Kohn-Sham（KS）电位的方法来代替OEP算法，从而提高了PFET的性能。我们提出了一种直接有效的KS反演算法，以解决有效KS势，然后在PFET中采用所得算法。我们根据最近报道的改进的Ryabinkin–Kohut–Staroverov（mRKS）程序对KS反演算法进行基准测试。数值示例表明，在具有足够大的基础集的情况下，除了在原子核附近，我们的KS反演算法产生的结果几乎与mRKS过程一样精确，而且所需的计算时间更少。然后在PFET中使用新的KS反演算法测试了三种化学相互作用。从更新的形式主义中计算出的能量学与基准有很好的对比。
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