SCAN 互元泛函在复杂功能材料准 DFT 模拟中的协同增强
材料科学
2024-09-23 v2 强关联电子
摘要
复杂功能材料以其错综复杂且竞争的键致力，使其成为评估新近发展的强约束并恰当规范化 (SCAN) 密度泛函的绝佳平台。本研究探讨了 SCAN 在模拟 BaTiO3 和 PbTiO3 的位移型铁电体以及 BiFeO3 和 YMnO3 的磁电多铁体的电子属性中的有效性，这些材料涵盖了广泛的键合特征。由于显著降低自相互作用误差，SCAN 在三个方面均优于 Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 方法：SCAN 产生更紧凑的轨道，预测更准确的离子电荷，以及更好地捕捉轨道各向异性。特别是，这些协同增强导致在计算 YMnO3 带隙时出现显著现象：虽然 PBE+U 模拟可能暗示高类 Hubbard-like U 值 (~5 eV) 的强相关性，但 SCAN+U 方法的值显著降低 (~1 eV)。此外，我们通过检查涉及的复杂电子密度来分析 SCAN 的操作原理。这些见解在理论上极具趣味性，对实际意义具有挑战性，可能鼓励更广泛地采用 SCAN 来进行复杂功能材料的计算建模。
引用
@article{arxiv.2409.01839,
title = {Accurate DFT Simulation of Complex Functional Materials: Synergistic Enhancements Achieved by SCAN meta-GGA},
author = {Da Ke and Jianwei Sun and Yubo Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.01839},
year = {2024}
}