周期固态系统光学吸收谱的快速计算
计算物理
2020-06-24 v1 计算工程、金融与科学
摘要
我们提出一种方法，通过插值可分离密度拟合技术，为周期固态系统的Bethe-Salpeter哈密顿量的裸交换与屏蔽直接相互作用核构造高效近似。我们表明，构造近似Bethe-Salpeter哈密顿量的代价关于布里渊区采样数 近乎最优地以 缩放。此外，我们表明将Bethe-Salpeter哈密顿量作用于一个向量的代价以 缩放。因此，光学吸收谱以及选定的激发能可通过如Lanczos法等迭代方法高效计算。这相比暴力构造哈密顿量（ ）与对角化哈密顿量（ ）的代价是显著缩减。我们用一维模型问题与三维真实材料（石墨烯与金刚石）证明了该方法的效率与精度。对于 的金刚石系统，使用暴力方法时，用 个核组装Bethe-Salpeter哈密顿量需 小时，完全对角化哈密顿量需 小时。新方法在单核上建立哈密顿量耗时少于 分钟，计算吸收谱耗时 分钟。
引用
@article{arxiv.1907.02827,
title = {Fast optical absorption spectra calculations for periodic solid state systems},
author = {F. Henneke and L. Lin and C. Vorwerk and C. Draxl and R. Klein and C. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.02827},
year = {2020}
}