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通过结合围道变形方法与 W 的解析延拓加速芯能级 $GW$ 计算

计算物理 2023-10-23 v3

摘要

近年来,GWGW 方法已成为计算芯能级结合能的可靠工具。围道变形(CD)技术已被确立为一种高效、可扩展且数值稳定的方法,用于计算深芯激发的 GWGW 自能。然而,采用 CD 的芯能级 GWGW 计算面临相对于体系大小 NN 的标度高于传统价态算法中四次标度的挑战。本工作中,我们提出 CD-WAC 方法(结合 WW 解析延拓的 CD),通过对屏蔽库仑相互作用 WW 进行解析延拓,将 CD 应用于内壳层的标度从 O(N5)O(N^5) 降至 O(N4)O(N^4)。我们提出的方法在计算上具有挑战性的深芯情形下保持了 CD 的数值精度,对于 CORE65 等成熟基准集,在单步 GWGW 计算中平均绝对误差 <5<5 meV。针对不同 GWGW 形式的更广泛测试证明了该方法的可靠性。我们通过对大型并苯链和非晶碳团簇进行标度实验确认了理论标度,在仅 116 个原子的结构上实现了高达 10 倍的加速。这一计算效率的提升为在更大更复杂体系上进行更准确高效的芯能级 GWGW 计算铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.15955,
  title  = {Accelerating core-level $GW$ calculations by combining the contour deformation approach with the analytic continuation of $W$},
  author = {Ramón L. Panadés-Barrueta and Dorothea Golze},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.15955},
  year   = {2023}
}