电子-声子相互作用对总能量贡献的精确计算
材料科学
2026-05-15 v1
摘要
耦合电子-声子系统的标准哈密顿量基于二阶微扰理论。标准哈密顿量中的 EPI 贡献由两项组成：EPI 对能带结构能量的贡献和部分 Fan-Migdal (FM) 占据贡献。在非绝热近似下，我们推导出了 partial-FM-occ 贡献的新表达式，并表明它具有高阶项的结构，而非二阶项。沿着类似的思路，我们推导出了计算 partial-FM-occ 项的新表达式。在理论和计算研究中，应优先使用 partial-FM-occ 项的新表达式而非标准表达式，因为它们包含了该术语背后的完整物理学。与单个本征态的 EPI 贡献不同，对于所有材料（红外（IR）活性与 IR 非活性），必须在非绝热近似下计算总能量中的 EPI 贡献。我们首次报道了碳多晶型物（金刚石和六方纤锌矿型）的标准哈密顿量计算，其中包含了 EPI 对总能量的贡献。这是迄今为止报道的最精确的从头算总能量。本研究也为在有限温度下通过包含 EPI 贡献来更精确地计算从头算自由能开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2605.14472,
title = {Accurate computation of the electron-phonon interaction contribution to the total energy},
author = {Shilpa Paul and Mogadalai Pandurangan Gururajan and Amrita Bhattacharya and Tiramkudlu R. S. Prasanna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.14472},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 2 tables, submitted for publication