基于轴向多极子的 Madelung 常数直接求和方法
材料科学
2025-03-18 v2
摘要
本文提出了一种用于计算 Madelung 常数的直接求和方法，其中晶体结构由线性排列的电荷或轴向多极子构成。该数组设计为使低阶电动力学矩为零，以至于其在距离 处的势衰减速度至少为 ，理想情况下可达 。高速势衰减使求和在最高可达 6 维度中绝对收敛。收敛速度随衰减速度的提高而增强。还证明了求和的极限不受生长几何的影响。计算了 NaCl Bulk、表面和边缘晶格点的 Madelung 常数，以及非晶格点如空位位置和外部表面邻近区域的常数。此外，还计算了 NaCl Bulk 的 Madelung 常数。在 1D、2D 和 3D 中，达到 13 位小数的精度需在参考离子距离最近的 40 个邻居距离内即可实现。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.00977,
title = {Direct Summation of the Madelung Constant using Axial Multipoles},
author = {Joven V. Calara and Jan D. Miller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00977},
year = {2025}
}