Quantitative Electron Delocalization in Solids from Maximally Localized Wannier Functions
Notice bibliographique
Résumé
Electron delocalization is the quantum-mechanical principle behind chemical concepts such as aromaticity, resonance, and bonding. A common way to measure electron delocalization in the solid state is through the visualization of maximally localized Wannier functions, a method similar to using localized orbitals in molecular quantum chemistry. Although informative, this method can only provide qualitative information and is essentially limited by the arbitrariness in the choice of orbital rotation. Quantitative orbital-independent interatomic delocalization indices can be calculated by integration inside of atomic regions of probability densities obtained from the system's wave function. In particular, Bader's delocalization indices are very informative, but typically expensive to calculate. In this article, we present a fast method to obtain the localization and delocalization indices in a periodic solid under the plane-wave/pseudopotential approximation. The efficiency of the proposed method hinges on the use of grid-based atomic integration techniques and maximally localized Wannier functions. The former enables the rapid calculation of all atomic overlap integrals required in the construction of the delocalization indices. The latter allows discarding the overlaps between maximally localized Wannier functions whose centers are far enough apart. Using the new method, all localization and delocalization indices in solids with dozens of atoms can be calculated in hours on a desktop computer. Illustrative examples are presented and studied: some simple and molecular solids, polymeric nitrogen, intermolecular delocalization in 10 phases of ice, and the self-ionization of ammonia under pressure. This work is an important step toward the quantitative description of chemical bonding in solids under pressure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».