Bản mẫu:Các phương pháp cấu trúc điện tửTrong
vật lý tính toán và
Hóa tính toán, phương pháp
Hartree–Fock (
HF) là phương pháp gần đúng cho việc xác định
hàm sóng và năng lượng của một
hệ lượng tử nhiều hạt trong
trạng thái dừng.Phương pháp Hartree–Fock thường giả định rằng hàm sóng chính xác N hạt của hệ có thể được tính gần đúng bằng
định thức Slater (trong trường hợp các hạt là
fermion) hoặc bằng hoặc bằng một
permanent (toán) (trong trường hợp các hạt là
boson) của N
spin-quỹ đạo. Bằng
phương pháp biến phân, ta có thể khảo sát tập N phương trình liên kết cho N spin quỹ đạo. Nghiệm của các phương trình này là hàm sóng Hartree–Fock và năng lượng của hệ.Đặc biệt trong các tài liệu cũ, phương pháp Hartree–Fock còn được gọi là
phương pháp trường tự hợp (
SCF).
Phương trình Hartree là một giải pháp gần đúng của
phương trình Schrödinger,
Hartree yêu cầu trường cuối cùng được tính từ phân bố điện tích phải "tự hợp" với trường được giả định ban đầu. Do đó, tính tự hợp là yêu cầu bắt buộc cho nghiệm. Các nghiệm của các phương trình Hartree–Fock phi tuyến cũng biểu hiện như là mỗi hạt bị ảnh hưởng bởi trường trung bình được tạo ra bởi tất cả các hạt còn lại (xem
toán tử Fock bên dưới), và do đó có thuật ngữ này. Các phương trình hầu hết được giải bằng
phép lặp, mặc dù thuật toán
lặp điểm cố định luôn luôn không hội tụ.
[1] Sơ đồ nghiệm này không chỉ là nghiệm khả dĩ và không là các đặc tính thiết yếu của phương pháo Hartree–Fock.Phương pháp Hartree–Fock có ứng dụng phổ biến trong tìm nghiệm của phương trình Schrödinger cho nguyên tử, phân tử, cấu trúc nano
[2] và chất rắn nhưng nó cũng được sử dụng rộng rãi trong
vật lý hạt nhân. (Xem
phương pháp Hartree–Fock–Bogoliubov cho phần thảo luận ứng dụng trong lý thuyết
cấu trúc hạt nhân). Trong lý thuyết
cấu trúc nguyên tử, các tính toán có thể cho phổ với nhiều năng lượng kích thích và dẫn đến phương pháp Hartree–Fock cho nguyên tử giả định hàm sóng là
hàm trạng thái cấu hình đơn với
số lượng tử được xác định và mức năng lượng đó không nhất thiết là
trạng thái cơ bản.Với cả nguyên tử và phân tử, nghiệm Hartree–Fock là điểm xuất phát chính cho hầu hết các phương pháp mô tả hệ nhiều
electron một cách chính xác hơn.Phần còn lại của bài này sẽ tập trung vào các ứng dụng trong lý thuyết cấu trúc
electron phù hợp cho các phân tử với nguyên tử như một trường hợp đặc biệt. Thảo luận ở đây chỉ giới hạn cho phương pháp Hartree–Fock, nơi mà các nguyên tử hoặc phân tử là một hệ cấu trúc vỏ kín với tất cả quỹ đạo (nguyên tử hoặc phân tử) bị chiếm đóng hai lần. Hệ
vỏ mở, nơi một số
electron không được bắt cặp, có thể đượ giải quyết với
giới hạn vỏ mở hoặc phương pháp
Hartree-Fock không giới hạn.