「動的スクリーニングを伴う自己整合性フィールド密度機能理論」（SCF-DFT+DS）と呼ばれる新しい手法は、従来の方法と比較して材料の電子密度を最大90％計算する計算コストを削減します。これにより、実際の材料に見られるような、はるかに大きなシステムで計算を実行できます。
「SCF-DFT+DSは、材料科学の分野における重要なブレークスルーです」と、研究チームを率いたアルゴンヌの科学者ジュリア・ガリは述べています。 「これにより、幅広い材料と現象を研究し、さまざまなアプリケーションの特性が改善された新しい材料を設計することができます。」
SCF-DFT+DS技術は、密度汎関数理論（DFT）方程式の再定式化に基づいています。 DFTは、材料の電子構造を計算するための広く使用されている方法ですが、大規模なシステムでは計算上高価になる可能性があります。新しい手法では、電子エレクトロン相互作用の簡略化された表現を使用して、精度を犠牲にすることなく計算コストを削減します。
研究チームは、半導体、金属、絶縁体など、いくつかのシステムで新しい技術をテストしました。彼らは、SCF-DFT+DSが、従来のDFTと非常に一致するが、計算コストのほんの一部である結果を生成することを発見しました。
「SCF-DFT+DSは、材料研究の新しい可能性を開く強力な新しいツールです」とGalli氏は述べています。 「私たちはその可能性を探求し、それを使用して、よりクリーンでより持続可能な未来のために新しい素材を設計することに興奮しています。」
この研究は、Journal Physical Review Lettersに掲載されました。
