全電子計算法と擬ポテンシャル法の違いはなんですか？

全電子計算法と擬ポテンシャル法の違いは内殻電子をどう取り扱うかです。内殻電子をすべて考慮してコーン・シャム方程式を解く方法は全電子計算法と呼ばれています。一方、内殻電子の方程式は解かずに、フェルミ面に近い軌道 (価電子軌道) のみを取り扱う方法が擬ポテンシャル法です。

一般に全電子計算法は計算精度がよく、得られる物理量の信頼性が高いのが特徴です。また、内殻電子を取り扱っているので、内殻電子の X 線分光計算への適合性が高いです。単位格子中に含まれる原子数がそれほど多くない結晶系であれば、全電子計算法のアプリの利用を検討するのがよいと思います。しかし、用いる波動関数の基底の数が多くなるため、計算コストがかかることが欠点です。特に大規模系の計算や第一原理分子動力学計算を現実的な時間内で行うことが難しいことが多いです。
一方、擬ポテンシャル法では、内殻電子を取り扱うかわりに、原子核と内殻の電子が作る有効的なポテンシャル(擬ポテンシャルという) 中の価電子の問題を解きます。この方法では、用いる波動関数の基底の数を少なくできるため、計算が大幅に軽くなります。そのため、大規模な系や第一原理分子動力学計算などの計算コストが大きくなりがちな問題を扱うときには、擬ポテンシャル法を使ったアプリを選択するのがよいここが多いです。擬ポテンシャルはあらかじめ原子毎に準備しますが、単に原子核と内殻電子が作る有効的なポテンシャルの効果だけでなく、内殻電子が占めている状態に価電子が入りこめない効果 (=パウリ排他律の効果) も取り入れる必要があります。擬ポテンシャルにはいくつかの種類があり、ノルム保存型擬ポテンシャルやノルム非保存型ウルトラソフトポテンシャルなどの名称がついています (後者のほうが平面波の基底数が少なくて済む)。原子の擬ポテンシャルは、アプリにファイルが同梱されているか、ウェブ上にあるデータベースからダウンロードできるので、ユーザはその詳細について普段はあまり意識する必要はありません。しかし,擬ポテンシャルの種類・作成方法によっては、第一原理計算アプリの計算精度に少なからぬ差が生じることは注意して下さい。

全電子計算法・擬ポテンシャル法アプリの計算精度比較については、ごく最近論文が発表されているほか、Web ページからも情報を得ることができる.