Density-Functional Theory

释义 Definition

密度泛函理论（DFT）：一种量子力学计算方法，用电子密度（而不是多电子波函数）来描述体系的基态性质，从而高效预测分子与固体的结构、能量、反应性、能带等。常用于计算化学、材料科学与凝聚态物理。（注：在不同语境下也可泛指“密度泛函方法/框架”。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˈdɛn.sɪ.ti ˈfʌŋk.ʃə.nəl ˈθɪə.ri/

例句 Examples

Density-functional theory helps us predict molecular shapes.
密度泛函理论帮助我们预测分子的几何结构。

Using density-functional theory with a suitable exchange–correlation functional, the researchers computed adsorption energies on a metal surface and compared them with experiment.
研究人员使用密度泛函理论并选择合适的交换-相关泛函，计算了分子在金属表面的吸附能，并与实验结果进行比较。

词源与演变 Etymology

该术语由三部分组成：density（密度） + functional（泛函的） + theory（理论）。其中 functional 在数学与物理中指“以函数为自变量的量”（泛函），DFT 的核心思想是：体系的某些物理量（尤其是基态能量）可以表示为电子密度的泛函。这一表述在 20 世纪 60 年代由 Hohenberg、Kohn 等人奠基，随后 Kohn–Sham 方案使其成为可计算的实用方法。

相关词 Related Words

• Electronic Structure
• Quantum Mechanics
• Wavefunction
• Electron Density
• Exchange-Correlation
• Kohn-Sham
• Ab Initio
• Hartree-Fock
• Pseudopotential
• Band Structure

文献与著作中的用例 Literary Works

• **P. Hohenberg & W. Kohn (1964)**：Inhomogeneous Electron Gas（提出基态性质由电子密度唯一决定的理论基础）。
• **W. Kohn & L. J. Sham (1965)**：Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects（提出 Kohn–Sham 方程，使 DFT 便于实际计算）。
• R. G. Parr & W. Yang：Density-Functional Theory of Atoms and Molecules（经典教材式专著）。
• R. M. Martin：Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods（系统讲解电子结构与 DFT 的代表性教材）。
• W. Koch & M. C. Holthausen：A Chemist’s Guide to Density Functional Theory（面向化学学习者的常用入门书）。