金标准化学数据库138(GSCDB138):用于评估和开发密度泛函的多样化精确能量差数据集

该研究团队介绍了GSCDB138——一个包含138个数据集(共8383个条目)的严格校验基准库,涵盖主族元素和过渡金属反应能量与能垒高度、非共价相互作用、偶极矩、极化率、电场响应能量以及振动频率等关键指标。其中,GMTKN55和MGCDB84的经典数据已更新至当今最优参考值,并剔除了冗余、自旋污染或低质量数据点,同时新增了多个针对特定物性的数据集。通过对29种主流密度泛函近似方法的测试发现:尽管整体符合Jacob阶梯理论预期,但也揭示了有趣的特例——meta-GGA级别的r2SCAN-D4在振动频率计算方面可媲美杂化泛函,而电场响应误差与基态能量学关联性较弱。ωB97M-V和ωB97X-V分别成为最均衡的杂化meta-GGA与杂化GGA代表;B97M-V和revPBE-D4则在对应类别中表现领先。双杂化泛函相较最优杂化泛函能将平均误差降低约25%,但需谨慎处理冻结核近似、基组选择及多参考态问题。GSCDB138为严格验证密度泛函方法及训练新一代非经验性与机器学习泛函提供了全面、开源的研究平台。

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