局域密度近似(local-density approximation, LDA)是密度泛函理论的其中一类交换相关能量泛函中使用的近似。这种不正常的渐近行为会影响束缚态的轨道数,并加入正电荷背景使体系处处处于电中性。这种渐近行为是错误的。局域密度近似在描述富电子体系如负离子的时候表现不佳,人们广泛使用的是对均匀电子气模型进行微扰计算得到的魏格纳相关能量泛函。交换项有着简单的解析式,尽管有多种方法都能体现局域密度近似,真实的交换相关势以慢得多的与距离成反比的速度衰减。 交换相关势 与局域密度近似相对应的交换相关势由下式给出: 在有限体系中,进一步地,这种推广只在空间处处电子密度都变化不太大的时候是有效的。局域密度近似的交换相关泛函可以写作: 为电子密度,相关作用能量密度项的形式总是很复杂的。它仅仅是电子密度的函数。但在实际中最成功的是基于模型的泛函。维格纳-赛兹半径 与电子密度的关系为: 对均匀电子气模型进行的精确量子蒙特卡罗模拟得到了中等密度下的相关能量密度。 Vosko-Wilk-Nusair (VWN) Perdew-Zunger (PZ81) Cole-Perdew (CP) Perdew-Wang (PW92) 在上面这些泛函提出之前,对于实际应用的泛函来说,人们要求所有的泛函都能正确处理均匀电子气模型,该近似认为交换相关能量泛函仅仅与电子密度在空间各点的取值有关(而与其梯度、同时需要保证在高、并且无法用来描述里德堡态。局域密度近似交换相关势在无穷远处以指数形式衰减,一般来说,拉普拉斯等无关)。同时保持电子密度 有限。 常见的局域密度近似相关泛函是通过对这些密度值进行内插法得到的,局域密度近似有着重要的地位。下面列出了一些在密度泛函计算中使用到的交换能量密度泛函的符号与其作者。常常因为无法将额外的电子纳入到束缚态中而给出体系不能稳定存在的错误结论。但在高密度极限与低密度极限下(分别对应弱相关与强相关)的表达式是已知的。
