金属合金的粗粒化密度泛函理论：广义相干势近似与电荷过剩泛函理论
材料科学
2009-11-13 v1 无序系统与神经网络
摘要
本文在多重散射理论框架内，引入了一类用于处理有序或无序金属合金的密度泛函理论 (DFT) 广义相干势近似 (GCPA)。所有 GCPA 理论均基于 Hohenberg-Kohn 泛函动能部分的共同假设，而该类中的每种理论则由关于势重构的外部模型所指定。GCPA 密度泛函由边缘耦合的局域贡献组成，不依赖于电荷密度的细节，并可精确重写为与每个晶格位点相关的适当电荷多极矩的函数。文中描述了一种基于积分'qV'定律的通用程序，可用于显式构建该函数。GCPA 密度泛函的粗粒化特性带来了巨大的计算优势，并与 GCPA 算法的 O(N) 可扩展性相关联。此外，研究表明，对 GCPA 泛函进行便捷的截断级数展开可导出电荷过剩泛函 (CEF) 理论 [E. Bruno, L. Zingales and Y. Wang, Phys. Rev. Lett. {\bf 91}, 166401 (2003)]，此处我们提供了包含多极相互作用的广义版本。我们将 CEF 和 GCPA 的数值结果与针对 62 种基于 bcc 和 fcc 结构的有序 CuZn 合金在全浓度范围内的最新 LAPW 全势密度泛函计算进行了比较。这些广泛的测试表明，无论是位点电荷还是总能量，GCPA 与 CEF 之间的差异始终在计算的数值精度范围内。此外，GCPA 和 CEF 非常精确地复现了 LAPW 的位点电荷和总能量趋势。
引用
@article{arxiv.0708.0340,
title = {Coarse Grained Density Functional Theories for Metallic Alloys: Generalized Coherent Potential Approximations and Charge Excess Functional Theory},
author = {Ezio Bruno and Francesco Mammano and Antonino Fiorino and Emanuela V. Morabito},
journal= {arXiv preprint arXiv:0708.0340},
year = {2009}
}
备注
19 pages, 11 figures