Exact exchange-correlation potentials in spin-density functional theory and their discontinuities at unit electron number
Notice bibliographique
Résumé
The exact exchange-correlation potential of Kohn–Sham density functional theory is known to jump discontinuously by a spatial constant as the average electron number, N, crosses an integer in an open system of fluctuating electron number, with important physical consequences for charge transfers and band gaps. We have recently constructed an essentially exact exchange-correlation potential v xc for N electrons (0 ≤ N ≤ 2) in the presence of a –1/r external potential, i.e., for a ground ensemble of H + ion, H atom, and H – ion densities. That construction illustrates the discontinuity at N = 1, where it equals I H – A H , the positive difference between the ionization energy and the electron affinity of the hydrogen atom. Here we construct the corresponding essentially exact spin-up and spin-down exchange-correlation potentials v xc,↑ and v xc,↓ of the Kohn–Sham spin-density functional theory, more commonly used for electronic structure calculations, for the ground ensemble with most-negative z-component of spin (or equivalently in the presence of a uniform magnetic field of infinitesimal strength). The potentials v xc , v xc,↑ , and v xc,↓ , which vanish as r → ∞ (except when N approaches an integer from above), are identical for 0 ≤ N ≤ 1 and for N = 2 but not for 1 < N < 2. We find that the majority or spin-down potential has a spatially constant discontinuity at N = 1 equal to I H – A H . The minority or spin-up potential has a discontinuity which is this constant in one order of limits, but is a spatially varying function in a different order of limits. This order-of-limits problem is a consequence of a special circumstance: the vanishing of the spin-up density at N = 1.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».