基于密度泛函理论和模型计算的随机替代固体的电子结构与自能
材料科学
2011-09-20 v1 无序系统与神经网络
摘要
我们描述了利用紧束缚类模型或直接从头算密度泛函能带结构计算来获取无序系统电子结构的方法。能带结构是使用远大于包含单个少数组分原子的超胞计算的。我们对大量不同的超胞计算结果进行平均，这些超胞包含不同随机位置排列的少数组分原子以及不同总数的少数组分原子，并按统计概率加权。我们基于布洛赫定理开发了一种高效简单的能带展开算法。以此方式获得的展开能带结构表现出动量和能量展宽的结构，取代了常用单超胞计算中观察到的能隙。利用超胞平均能带结构，可以引入由随机排列的合金组分散射产生的自能。该自能具有因果性，并显示出强烈的能量依赖性和一定的动量依赖性。自能表现出相当非平凡的行为，且在费米能级处通常非零，导致费米面模糊或无法定义。费米能级处自能的实部与对 Luttinger 定理的表观违反有关。表观费米面体积与电子数之间不存在简单关系。文中给出了针对模型和真实二元合金系统引入这些效应的示例。
引用
@article{arxiv.1109.4036,
title = {Electronic structure and self energies of randomly substituted solids using density functional theory and model calculations},
author = {M. W. Haverkort and I. S. Elfimov and G. A. Sawatzky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.4036},
year = {2011}
}