基于DFT的Ca2RuO4共振非弹性X射线散射第一性原理建模

单层钙钛矿结构Ca$_2$RuO$_4$具有4$d^4$电子配置，本文采用密度泛函理论（DFT）进行第一性原理建模，采用广义梯度近似（GGA），并考虑强局域库仑相互作用和自旋轨道耦合（GGA+SO+$U$），基于完全相对论的、自旋极化的Dirac线性黄金-砷化物轨道（LMTO）能带结构方法。该方法使我们能够通过建模同步辐射技术获取的相关谱数据进行系统性调查，主要聚焦于钨$U_{L_3}$和氧$U_{K}$边的共振非弹性X射线散射（RIXS）。计算得到的谱图均与文献中可用实验数据进行了彻底分析。我们的结果与Ca$_2$RuO$_4$的实验观察良好一致，这使我们能够对该材料通过上述技术获取的谱图的关键特征作出决定性解释。因此，我们能够描述其电子性质，并为针对类似或更复杂的强相关、技术相关材料的谱图建模（尤其是RIXS）建立稳健的理论方法。