完全自洽的密度泛函理论确定温稠密氢中的绝缘体-金属相变边界
材料科学
2020-09-16 v1
摘要
利用概念和程序上一致的密度泛函理论(DFT)计算，结合先进的meta-GGA交换关联泛函进行第一性原理分子动力学模拟，我们确定了温稠密流体氢在50至300 GPa压力范围内的绝缘体-金属相变(IMT)。通过路径积分分子动力学(PIMD)纳入核量子效应，使金属化相变更尖锐，并相对于Born-Oppenheimer (BO) MD的结果降低了相变温度。与先前的DFT预测相比，BOMD本身给出了与实验结果的更好一致性。在相变处电导率突增背景下对离子对关联函数的考察，证实了一种由于分子氢解离导致的金属化相变，其伴随着能隙的突然闭合。PIMD与BOMD结果的直接比较清楚地展示了IMT上的同位素效应。不同于随机模拟，这些结果不依赖于任何基态与有限温度方法的临时组合。
引用
@article{arxiv.2002.05594,
title = {Fully Consistent Density Functional Theory Determination of the Insulator-Metal Transition Boundary in Warm Dense Hydrogen},
author = {Joshua Hinz and Valentin V. Karasiev and S. X. Hu and Mohamed Zaghoo and Daniel Mejía-Rodríguez and S. B. Trickey and L. Calderín},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.05594},
year = {2020}
}