精确从头算紧束缚哈密顿量：基于第一性原理的电子输运与光谱学有效工具
材料科学
2016-11-02 v1
摘要
电子输运系数和光学性质的计算需要对倒空间的电子能带结构进行非常密集的插值，这计算代价高昂，且可能存在能带交叉和简并的问题。利用最近发展的赝原子轨道投影技术，我们挖掘第一性原理电子结构的精确紧束缚表示，以达到以下目的：(1) 提供一种高效策略来探索完整的能带结构 ，(2) 通过直接对哈密顿量求导来计算动量算符，以及 (3) 计算介电函数的虚部。这使我们能够在独立粒子近似下确定玻尔兹曼输运系数和光学性质。此外，紧束缚表示的局域性质便于在Landauer理论框架内计算包含数百个原子的体系的弹道输运。为了验证我们的方法，我们使用ACBN0泛函研究了CoSb的多谷能带结构和一根大型核壳纳米线。在CoSb中，我们指出了众多对电子输运有贡献的能带极小值，它们增强了热电性质；对于核壳纳米线，我们确定了光电流产生的可能机制，并证明了线中存在受保护的输运通道。
引用
@article{arxiv.1608.05685,
title = {Accurate $ab~initio$ tight-binding Hamiltonians: effective tools for electronic transport and optical spectroscopy from first principles},
author = {Pino D'Amico and Luis A. Agapito and Alessandra Catellani and Alice Ruini and Stefano Curtarolo and Marco Fornari and Marco Buongiorno Nardelli and Arrigo Calzolari},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.05685},
year = {2016}
}