Welche Tendenz zeigen die Ergebnisse von Standard-DFT-Rechnungen mit LDA- oder GGA-Austausch-Korrelations-Funktionalen?

Lösung: B. Sie unterschätzen die Bandlücke von Halbleitern und Isolatoren gegenüber dem Experiment; für Silizium liefert GGA etwa 0,6 eV

Bei LDA und GGA ist bekannt, dass die aus der Differenz der Kohn-Sham-Eigenwerte abgelesene Bandlücke kleiner als der Messwert ausfällt. Für Silizium liefert GGA etwa 0,6 eV, rund die Hälfte des Messwerts von 1,12 eV; die Aussage, die Bandlücke werde überschätzt, gibt die Tendenz umgekehrt an. Werden genaue Werte benötigt, kommen Hybridfunktionale oder die GW-Näherung zum Einsatz. Größen, die mit der Gesamtenergie des Grundzustands zusammenhängen, wie Gitterkonstanten, elastische Moduln und Bildungsenergien, werden dagegen für viele Stoffe mit guter Genauigkeit erhalten. Die übliche DFT berechnet den Grundzustand bei 0 K; für Eigenschaften bei endlicher Temperatur müssen Rechnungen der Gitterschwingungen (Phononen) oder Molekulardynamik hinzugenommen werden. Zudem beschreiben Standardfunktionale Van-der-Waals-Kräfte schlecht, sodass bei Schichtstoffen und Adsorption Korrekturen ergänzt werden.