基于周期全电子 Δ-自洽场计算的固体芯电子结合能
材料科学
2021-08-25 v4
摘要
芯电子结合能的理论计算对于辅助解释实验芯能级光电子能谱十分重要。在先前工作中，基于密度泛函理论的 Δ-自洽场（Δ-SCF）方法已被证明可对自由分子给出高度准确的 1s 与 2p 结合能。然而，多数实验工作关注固体而非气体。本研究中，我们展示了全电子 Δ-SCF 方法在周期体系中的应用。对实验可触及参考点的考量导致将固体中的芯电子结合能定义为两个 电子体系总能量之差：其一具有显式的局域化芯空穴，另一则从最高占据态移去一个电子。对上述各量的计算均予以讨论。此外，强调了局域化芯空穴与固体中带电缺陷之间的类比，并讨论了将计算所得芯电子结合能外推至无穷超晶胞极限。研究发现，来自周期 Δ-SCF 计算的芯电子结合能外推值与金属及绝缘体体系的实验结果均吻合良好，本研究所考虑的 15 个芯能级的平均绝对误差为 0.24 eV。
引用
@article{arxiv.2104.06356,
title = {Core Electron Binding Energies in Solids from Periodic All-Electron $\Delta$-Self-Consistent-Field Calculations},
author = {Juhan Matthias Kahk and Georg S. Michelitsch and Reinhard J. Maurer and Karsten Reuter and Johannes Lischner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.06356},
year = {2021}
}