基于最大局域化Wannier函数从第一性原理计算本征自旋霍尔电导率

我们提出一种基于最大局域化Wannier函数的插值方案，从第一性原理计算本征自旋霍尔电导率的方法。在粗k点网格上算得ab initio Bloch态间相关矩阵元后，我们对其作傅里叶变换以得到Wannier态间对应矩阵元。随后进行逆傅里叶变换，将速度和自旋流矩阵元插值到稠密k点网格，并用作布里渊区积分来求值自旋霍尔电导率。该策略比直接ab initio计算的计算成本低得多，且不损失精度。我们证明，用该插值方案算得的铂和掺杂砷化镓的自旋霍尔电导率随费米能的变化，与先前第一性原理研究结果吻合良好。我们还讨论了在紧束缚精神下可做的某些近似，以简化Wannier表示中速度和自旋流矩阵元的计算。