AtomSCF 文档

教学用原子自旋极化 HF 与 LSDA-DFT（径向一维）最小实现。

目录

简介

AtomSCF 是一个用于原子自洽场计算的 Python 库，实现了：

  • Hartree-Fock (HF) 方法

    • Restricted HF (RHF): 闭壳层体系

    • Unrestricted HF (UHF): 自旋极化开壳层体系

  • 密度泛函理论 (DFT) 方法

    • LSDA (Local Spin Density Approximation)

    • 交换泛函: Dirac

    • 关联泛函: Perdew-Zunger 1981 (PZ81), Vosko-Wilk-Nusair (VWN)

  • 数值方法

    • 径向 Schrödinger 方程求解器（多种网格类型）

    • 有限差分离散化

    • 变量变换方法（指数网格）

快速开始

安装

# 克隆仓库
git clone <repository-url>
cd AtomSCF

# 安装依赖
pip install -e .[dev,docs]

示例：氢原子 HF 计算

from atomscf.grid import radial_grid_linear
from atomscf.scf_hf import run_hf_minimal

# 创建径向网格
r, w = radial_grid_linear(n=800, rmin=1e-6, rmax=50.0)

# 运行 HF 计算
result = run_hf_minimal(Z=1, r=r, w=w)

# 输出结果
print(f"总能量: {result.E_total:.6f} Ha")
print(f"1s 轨道能: {result.epsilon_1s:.6f} Ha")

支持的原子

  • 闭壳层: He, Be, Ne, Mg, Ar, ...

  • 开壳层: H, Li, B, C, N, O, F, ...

文档结构

  • 算法原理: 详细推导 HF 和 DFT 的数学公式和数值实现

  • API 参考: 完整的函数和类接口文档

  • 示例: 常见原子的计算示例和结果对比

索引与搜索