- GW , DFT+U و SIC التیامی بر بعضی زخمهای DFT
- GW Approximation
- DFT+U
- Self Intraction Correction
باوجودیکه DFT یکی از پرکاربرد ترین و مفید ترین نظریه های ماده چگال بوده و سهم عظیمی درپیشبرد علمی آن داشته، با داشتن نقصهایی بر پیکره خود از پیشگویی در بعضی پدیده ها ناکام ماند و نیاز مبرم دانش ماده چگال را به نظریه های دقیقتر همه جانبه تر اعلام داشت.
DFT دو نقص اساسی برای توصیف سیستمهای واقعی دارد. اول آنکه این نظریه برای حالت پایه سیستم ها تعریف شده و از توصیف پدیده ها در حالت برانگیخته عاجز است. مثلا این نظریه انرژی گپ سیستم ها را بالاتر از مقدار واقعی آن پیشگویی می کند (انرژی گپ اختلاف بالاترین تراز ظرفیت و اولین تراز برانگیخته است). همچنین توصیف خواص اپتیکی نیاز به بررسی حالت برانگیخته دارد. اشکال دوم DFT در ندانستن شکل دقیق انرژی تبادلی همبستگی است. از این رو محققان از گازالکترونی همگن در ساختن یک پتانسیل تبادلی همبستگی تقریبی سود جستند که این خود مشکلات عمیقی در توصیف الکترونهای همبسته قوی ایجاد نمود. این ایراد DFT را در توصیف پیوندهای ملکولی، ابررسانایی و پدیده هایی که الکترونهای d و f نقش مهمی دارند ناکام گذاشت.
از بدو شروع استفاده از DFT (دهه 70 برای حالت جامد و 90 برای شیمی) همگان بر این دو مسئله کمابیش آگاه بودند اما به مرور زمان با گسترش استفاده از DFT نه تنها وجود این دو مشکل شفاف تر شد بلکه وجود بعضی مشکلات تکنیکی مانند محاسبه تکراری خود انرژی در محاسبات الکترونی نمایان گشت.
برای برطرف ساختن این مشکلات نسخه هایی ارائه شد اما برای دستیابی به نتایج دقیقتر که لازمه توصیف برخی پدیده هاست، باید به سراغ نظریه های دقیقتر رفت. به عنوان مثال DFT حتی با تصحیح DFT+U قادر به درک گذارفاز پدیده ابررسانایی نیست.در این راستا برای حل نسبی مشکل حالتهای برانگیخته از GW Approximation و برای مسئله سیستمهای همبسته قوی از DFT+U استفاده کردند. همچنین برای مسئله تکنیکی تکرار محاسبه خود انرژی الکترون از تصحیح Self Intraction Correctionf (SIC) SIC سود جستند. در این مقاله به توضیح اجمالی این سه تصحیح و بحث پیرامون مقالات مهم در این سه زمینه خواهیم پرداخت.
تقریب GW برای محاسبه خود انرژی سیستم های بس ذره ای الکترونی مورد استفاده قرار می گیرد. این تقریب عملا بسط تابع خود انرژی برحسب تابع گرین تک ذره ای و سهم برهمکنشی کولنی استتار شده می باشد. GW یکی از تصحیح هایی است که روی نظریه تابعی چگالی برای رسیدن به گپ انرژی دقیقتر اعمال می شود و معمولا در مسائلی که به گپ انرژی دقیق نیاز باشد از آن استفاده می کنند. در این مقاله مثالهایی از موارد استفاده از این را ارائه می کنیم. این در بسته های VASP ، ABINIT و Quantum espresso پیاده سازی شده است.