多体扰动理论 vs. 密度泛函理论：固体能隙的系统基准测试

我们对多体扰动理论与密度泛函理论（DFT）进行基准测试，用于固体的能隙。我们系统比较四种$GW$变体——使用Godby-Needs 插值极化近似的$G_{0}W_{0}$（$G_{0}W_{0}$-PPA）、全频率准粒子$G_{0}W_{0}$（QP$G_{0}W_{0}$）、全频率准粒子自洽$GW$（QS$GW$）以及在$W$中加入顶点校正的QS$GW$（QS$G\hat{W}$）——针对目前表现最佳且流行的密度泛函mBJ和HSE06。我们的结果表明，$G_{0}W_{0}$-PPA计算仅在最佳DFT方法之上提供了有限的精度提升，但代价更高。用极化屏蔽的全频率积分取代PPA后，预测结果显著改善，几乎与QS$G\hat{W}$的精度相当。QS$GW$消除了起始点偏差，但系统性地将实验能隙高估约15%。对屏幕库仑相互作用进行顶点校正，即进行QS$G\hat{W}$计算，可消除这种高估，产生的能隙如此精确，以至于可以可靠地标记实验测量中的可疑值。