収束するまで繰り返すことで系の基底状態、及び、そのエネルギーを求めることが出来る。近似)などの近似法を用いて計算される。法)は比較的少ない計算コストで格子定数や体積弾性率)などの物理量[5]を高い精度で再現できる利点を持つ。その一方で、半導体のバンドギャップを過小評価したり、ファンデルワールス力を計算することが難しいなどの短所もある。改良法も開発されているが、その説明は省略する。合として波動関数を記述する。種の方法があり、それぞれに特徴がある。軌道の様な擬波動関数を導入する。系のすべての電子を扱うことも可能ではあるが、化学的な影響があまり大きくない内殻の電子は原子核と一緒にしてポテンシャルだけに寄与するとみなし、影響の大きい外殻電子のみをあらわに扱うことがよく行われる。最適化された(あるいは適切な)擬原子軌道を基底として用いると、少ない基底でかなりの精度を持った計算をすることが出来る。シミュレータでは、試料として主に周期境界条件をもった表面を扱う。そのため、擬原子軌道を周期構造を反映した基底に組み替えて用いる。))...(5)を基底として用いる。波数であり、結晶における電子の運動量に対応する。