文章提供了使用平面波基组进行从头算总能量计算的详细算法描述和比较,重点在于金属和半导体。文章深入讨论了处理部分占据态(包括线性四面体方法和有限温度密度泛函理论)和有效的迭代方法。此外,它还探讨了电荷密度混合技术(特别是Broyden和Pulay方法)以及直接最小化 Kohn-Sham 泛函的方法。文章还讨论了计算原子受力的关键细节,并对各种迭代对角化和自洽计算技术进行了性能比较。