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凝聚态物理 > 材料科学

arXiv:2504.11070 (cond-mat)
[提交于 2025年4月15日 (v1) ,最后修订 2025年7月11日 (此版本, v2)]

标题: 不确定性的电子密度函数分布

标题: Uncertainty-aware electronic density-functional distributions

Authors:Teitur Hansen, Jens Jørgen Mortensen, Thomas Bligaard, Karsten Wedel Jacobsen
摘要: 我们介绍了一种用于估算原子系统密度泛函理论(DFT)计算中不确定性的方法。 该方法基于在由几个不同的交换-相关泛函所张成的空间中构建一个具有不确定性的泛函分布(UAFD),并在广义梯度近似泛函的层次上进行说明。 UAFD提供了与实验或更高精度计算相比的误差的可靠估计,在使用Perdew-Burke-Ernzerhof泛函进行自洽计算时表现良好。 该方案还允许将误差分解为系统偏差和减小的误差。 该方法应用于四种不同的性质:分子原子化能、结合能、固体的晶格常数和体积模量。 概率分布可以调整以优化单一性质的预测,或同时优化多种性质的预测。
摘要: We introduce a method for the estimation of uncertainties in density-functional-theory (DFT) calculations for atomistic systems. The method is based on the construction of an uncertainty-aware functional distribution (UAFD) in a space spanned by a few different exchange-correlation functionals and is illustrated at the level of generalized-gradient-approximation functionals. The UAFD provides reliable estimates of errors -- compared to experiments or higher-quality calculations -- in calculations performed self-consistently with the Perdew-Burke-Ernzerhof functional. The scheme furthermore allows for a decomposition of the error into a systematic bias and a reduced error. The approach is applied to four different properties: molecular atomization energies, cohesive energies, lattice constants, and bulk moduli of solids. The probability distribution can be tailored to optimize the prediction of a single property or for several properties simultaneously.
评论: 9页,4图
主题: 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci) ; 数据分析、统计与概率 (physics.data-an)
引用方式: arXiv:2504.11070 [cond-mat.mtrl-sci]
  (或者 arXiv:2504.11070v2 [cond-mat.mtrl-sci] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.11070
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Karsten W. Jacobsen [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 4 月 15 日 11:07:13 UTC (196 KB)
[v2] 星期五, 2025 年 7 月 11 日 07:41:48 UTC (199 KB)
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