强关联材料的交换参数：从自旋极化密度泛函理论加动力学平均场理论中提取

本文提出了一种基于第一性原理全势电子结构理论的精确数值方案，用于提取强关联系统的原子间交换参数 ($J_{ij}$)。电子结构采用全势线性 muffin-tin 轨道方法进行建模。强电子关联效应在电荷自洽密度泛函理论加动力学平均场理论 (DFT+DMFT) 框架内考虑。随后利用磁力定理提取交换参数，因此所有计算均在单一计算框架内完成。该方法允许研究 $J_{ij}$ 参数如何受动力学电子关联的影响。除了描述形式体系和实现细节外，我们还展示了几种常见讨论系统（具有不同程度的电子局域化特征）的磁性性质。在体心立方 Fe 中，我们发现一旦引入动力学关联，$J_{ij}$ 相互作用仅有微小的重整化。然而，一般而言，如果磁耦合具有来自不同轨道的多个竞争贡献，谱权重的重分布和这些态交换分裂的变化可能导致总相互作用参数的剧烈修正。在 NiO 中，我们发现静态和动力学平均场结果均能提供对交换相互作用的充分描述，考虑到这两种方法导致截然不同的电子结构，这一结果有些出乎意料。通过对 hcp Gd 中 $4f$ 态采用 Hubbard-I 近似，我们重现了实验观测到的多重态结构。计算得出的交换参数与将 $4f$ 电子视为非相互作用核心态所获得的结果相当接近。