在ADF模块的Main面板设置中，有一项Relativity的设置，有三个选项：None、Scalar、Spin-Orbit。

None，非相对论。哈密顿量也就是我们在教科书上见到的Kohn-Sham方程的形式。

Scalar，标量相对论。在物理定性理解上，可以认为是只考虑了相对论对哈密顿量中的动能项有影响。形式与非相对论仍然是相似的。在ADF的Main菜单设置了Scalar，那么计算激发态的时候，就要用Spin－Orbit（Perterbative），也就是说，激发态里面要考虑旋轨耦合，只能使用微扰的方式。包括两种：

1. ZORA调用方法：Main > Relativity: Scalar
2. X2C调用方法：Main > Relativity: Scalar；另设置Details > Relativity > Formalism: X2C或者RA-X2C

Spin-Orbit，旋轨耦合。此时波函数不再是一个函数，而是一个矢量，或者说是一个向量，向量中每个元素是一个波函数。从物理定性上理解，可以认为考虑了相对论对哈密顿量中的动能项有影响，同时也考虑了电子的自旋角动量和轨道角动量之间的耦合（也就是所谓的旋轨耦合、SOC，这个耦合大部分情况下都很小）。那么计算激发态的时候，就要用Spin－Orbit（SCF），而不能使用Spin－Orbit（Perterbative）。包括两种：

1. ZORA调用方法：Main > Relativity: Spin-Orbit
2. X2C调用方法：Main > Relativity: Spin-Orbit；另设置Details > Relativity > Formalism: X2C或者RA-X2C

X2C精度高于前者ZORA，是目前最精确的具有应用价值的相对论方法。Dirac方法虽然精确，但计算量过大，因此没有实用价值，X2C在计算精度几乎重现了Dirac，但计算量降低到比Dirac、ZORA更低。北京大学刘文剑教授课题组是该方法的创始人之一，ADF2017版加入了该方法。

基态（ADFinput → Main）考虑自旋轨道耦合，则自旋不再是守恒量，不再存在所谓的单重态、二重态、三重态。电子态可能变成了99%的单重态混入1%三重态等等，因此设置Spin Polarization就没有意义了。

旋轨耦合对于磷光现象而言，是至关重要的，如果没有这种耦合，磷光现象就不会存在于世上——因为三重态与单重态之间的跃迁偶极矩将永远为0，属于禁阻跃迁；自旋角动量-轨道角动量的耦合，使得跃迁偶极矩能够不为0，从而让三重态-单重态之间的跃迁不再是禁阻跃迁(但此时，单／三重态不再是严格的单／三重态)，也就有了磷光现象。

这种耦合，也是所谓“零场劈裂”的必要条件。对于Scalar来说，得到的是与非相对论一样的形式，有所谓单重态、三重态的概念，单重态电子总自旋为0，三重态电子总自旋为1（即1/2+1/2，两个电子未配对）。而对于Spin-Orbit来说，得到的电子态的描述，既不是单重态也不是三重态，而是一个“混合”状态。原先的三重态，也真正变成了三个能量略有差别的三个态，旋轨耦合越大，这个能量差别越大，也就是零场劈裂越显著，反之亦然。

如果要考虑相对论的片段分析，那么应使用Scalar方法。目前ADF不支持Spin－Orbit的片段功能。