La nueva técnica, denominada "teoría funcional de densidad de campo autoconsistente con cribado dinámico" (SCF-DFT+DS), reduce el coste computacional del cálculo de la densidad de electrones en un material hasta en un 90% en comparación con los métodos convencionales. Esto hace posible realizar cálculos en sistemas mucho más grandes, como los que se encuentran en materiales del mundo real.
"SCF-DFT+DS es un avance significativo en el campo de la ciencia de los materiales", afirmó la científica de Argonne Giulia Galli, que dirigió el equipo de investigación. "Nos permitirá estudiar una gama más amplia de materiales y fenómenos, y diseñar nuevos materiales con propiedades mejoradas para una variedad de aplicaciones".
La técnica SCF-DFT+DS se basa en una reformulación de las ecuaciones de la teoría funcional de la densidad (DFT). DFT es un método ampliamente utilizado para calcular la estructura electrónica de materiales, pero puede resultar costoso desde el punto de vista computacional para sistemas grandes. La nueva técnica utiliza una representación simplificada de la interacción electrón-electrón, lo que reduce el coste computacional sin sacrificar la precisión.
El equipo de investigación probó la nueva técnica en varios sistemas, incluidos semiconductores, metales y aislantes. Descubrieron que SCF-DFT+DS producía resultados que coincidían perfectamente con los de la DFT convencional, pero a una fracción del coste computacional.
"SCF-DFT+DS es una nueva y potente herramienta que abrirá nuevas posibilidades para la investigación de materiales", afirmó Galli. "Estamos entusiasmados de explorar su potencial y utilizarlo para diseñar nuevos materiales para un futuro más limpio y sostenible".
La investigación fue publicada en la revista Physical Review Letters.
