基于动力学Hubbard泛函算法反演的固体能量与能谱
材料科学
2024-05-28 v2
摘要
格林函数的能量泛函可同时提供相互作用电子系统的谱性质和热力学性质。尽管在原理上功能强大，这些表述需要处理动力学（频率依赖）量，增加了算法和数值复杂度并限制了应用。我们首先证明，当将所有频率依赖的传播子表示为极点之和时，动力学表述的典型运算变为封闭的（即所有量都表示为极点之和）且解析的。重要的是，我们将Dyson方程映射为一个可精确求解的非线性特征值问题；这是通过引入一个具有额外自由度的虚构非相互作用系统实现的，该系统在投影后具有与真实系统相同的格林函数。最后，我们采用局域化方法近似Klein泛函的交换关联部分；这是密度泛函理论的静态Hubbard扩展在具有动力学屏蔽势下的推广。我们通过计算SrVO的谱、热力学和振动性质，展示了该方法的算法效率和泛函的物理精度，在以极低的计算代价和透明的物理解释下，获得了与实验和前沿方法高度吻合的结果。
引用
@article{arxiv.2302.12193,
title = {Energies and spectra of solids from the algorithmic inversion of dynamical Hubbard functionals},
author = {Tommaso Chiarotti and Andrea Ferretti and Nicola Marzari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.12193},
year = {2024}
}