Redian新闻
>
Npj Comput. Mater.: 自由电子金属—原来可以这样做电子关联!

Npj Comput. Mater.: 自由电子金属—原来可以这样做电子关联!

公众号新闻

海归学者发起的公益学术平台

分享信息,整合资源

交流学术,偶尔风月

根据电子间相互作用的强弱,材料通常可以被分为弱关联系统和强关联系统。局域密度近似下的密度泛函理论(DFT),通过电子密度将晶体内空间中的点映射为均匀电子气问题,对弱关联材料的定性描述相当成功。然而,传统DFT是一种基态理论,对中等强度关联材料激发态特性的描述也存在困难。另一方面,在过去的几十年里,人们一直在努力开发微扰、随机或杂化泛函等方法来理解强关联和激发态特性。meta-GGAs、杂化泛函、GW近似和DFT+ 动态平均场理论(DMFT)等被统称为“beyond-DFT”的方法,且在理解固体材料方面得到广泛应用。Beyond-DFT通常应用于开壳d电子系统,可以对DFT的进行定性校正,但人们对这些方法在中等强度关联固体上的适用性知之甚少。特别是DFT + eDMFT方法,在描述局域d和f电子系统的电子结构方面广受欢迎,但其主要应用于强关联系统,对弱耦合极限方面的扩展很少讨论。类似地,meta-GGAs、杂化泛函和GW等方法也主要应用于具有强或中等相互作用的绝缘材料,但尚不清楚这些方法是否可以同样成功应用于弱关联或中等关联得金属系统中。



来自西弗吉尼亚大学的Subhasish Mandal等人,通过第一性原理计算,使用DFT和多种beyond-DFT方法,包括meta-GGA、G0W0、杂化泛函(YS-PBE0、B3LYP)和LDA+eDMFT等,系统地研究了碱金属和碱土金属的电子结构,解决了关于此类系统占据带宽的理论与实验之间的分歧,展示了它们如何依赖于局域和非局域交换和关联性的影响。研究表明,与LDA相比,杂化泛函中所包含的静态非局域交换显著增加了带宽,而G0W0的能带仅比LDA略窄。当在LDA+eDMFT方法中使用自能的局域近似时,与ARPES的一致性最好。该工作评估了应用于给定类别材料的各种第一性原理方法的优缺点,为相关系统的未来计算提供了指南。


该文近期发表于npj Computational Materials 8:181(2022)英文标题与摘要如下,点击左下角“阅读原文”可以自由获取论文PDF。



Electronic correlation in nearly free electron metals with beyond-DFT methods


Subhasish Mandal, Kristjan Haule, Karin M. Rabe & David Vanderbilt


For more than three decades, nearly free-electron elemental metals have been a topic of debate because the computed bandwidths are significantly wider in the local density approximation to density-functional theory (DFT) than indicated by angle-resolved photoemission (ARPES) experiments. Here, we systematically investigate this using first principles calculations for alkali and alkaline-earth metals using DFT and various beyond-DFT methods such as meta-GGA, G0W0, hybrid functionals (YS-PBE0, B3LYP), and LDA + eDMFT. We find that the static non-local exchange, as partly included in the hybrid functionals, significantly increase the bandwidths even compared to LDA, while the G0W0 bands are only slightly narrower than in LDA. The agreement with the ARPES is best when the local approximation to the self-energy is used in the LDA + eDMFT method. We infer that even moderately correlated systems with partially occupied s orbitals, which were assumed to approximate the uniform electron gas, are very well described in terms of short-range dynamical correlations that are only local to an atom.




扩展阅读

 
Npj Comput. Mater.: 让马儿跑得又快又准—晶格热导率预测
Npj Comput. Mater.: 氧化物中的拓扑态—如何不再众里寻她千百度?
Npj Comput. Mater.: 材料生长缺失数据—如何科学找补?
Npj Comput. Mater.: 聚簇描述—机器学习法实现外推
本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容
媒体转载联系授权请看下方

微信扫码关注该文公众号作者

戳这里提交新闻线索和高质量文章给我们。
相关阅读
Npj Comput. Mater.: DFT中的电子密度—等变图神经网络港大杨易:提升自由电子与光的相互作用强度,有望应用于量子光学技术等方向声音的梦Npj Comput. Mater.: 未知磁结构材料的拓扑性表征—不准,但有点意义Npj Comput. Mater.: 金属3D打印质量参差不齐?为你揭开这些关键之谜!告别职场小透明,原来可以这样做!Npj Comput. Mater.: 单原子催化剂动态电荷转移—找CeO2试一下Npj Comput. Mater.: 表面合金化学吸附—d带中心模型能否适用?Npj Comput. Mater.: 稳定半导体材料的发现—深度学习-DFT丫丫回国倒计时,“西直门三太子”火出圈——原来你们是这样的顶流熊!丨图图科学说Npj Comput. Mater.: 优质金属零件的打印—人类智能增强的机器学习一文详解Prompt学习和微调(Prompt Learning & Prompt Tuning)我养的文心兰开了 别的兰花还是绿植Npj Comput. Mater.: 原子间势—准确性和可迁移性Npj Comput. Mater.: 反铁磁遇到铁电—也有心灵感应Npj Comput. Mater.: 搭乘“特快列车”的异相催化原子模拟聊聊辟谷(二)Npj Comput. Mater.: 局部原子邻域描述符—无损压缩Npj Comput. Mater.: 让马儿跑得又快又准—晶格热导率预测Npj Comput. Mater.: 拌水泥的高科技—机器学习为混凝土配方而设计上交大量粮票、布票的老海归冬天里的春意Npj Comput. Mater.: 2D过渡金属单卤化物—如此超导和拓扑态maxsun GeForce GTX 1660 Super Terminator Computer Video GraphicsNpj Comput. Mater.: 氧化物中的拓扑态—如何不再众里寻她千百度?Npj Comput. Mater.: 聚簇描述—机器学习法实现外推Npj Comput. Mater.: 沸石—大规模精确模拟Npj Comput. Mater.: “工艺-结构-性能”—谁知其中不确定性?Npj Comput. Mater.: 二维过渡金属单卤化物—超导和拓扑态Npj Comput. Mater.: 玻璃结构预测—懂物理的机器学习Npj Comput. Mater.: 带电膜的力学和电化学—新理论、新诠释Npj Comput. Mater.: 轨道耦合—调控谷能带和激子劈裂Npj Comput. Mater.: “鱼与熊掌”可以兼得—兼具高精度、高速度的分子动力学!Npj Comput. Mater.: 中大、清华、加大尔湾分校合作发现新型二维磁性材料Npj Comput. Mater.: 原子尺度成像—机器学习的亚像素处理
logo
联系我们隐私协议©2024 redian.news
Redian新闻
Redian.news刊载任何文章,不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息,也不构成任何建议。文章信息的合法性及真实性由其作者负责,与Redian.news及其运营公司无关。欢迎投稿,如发现稿件侵权,或作者不愿在本网发表文章,请版权拥有者通知本网处理。