用于自旋轨道耦合材料电子能带的广义 Kohn-Sham 方法

自旋电流密度泛函理论（SCDFT）是一个形式上精确的框架，旨在以 Pauli 方程层级处理包含自旋轨道耦合的相互作用多电子系统。实际上，对这些体系电子结构的稳健且精确的计算需要不仅依赖于密度、还依赖于自旋轨道的泛函近似。此处我们表明，这一需求可通过诉诸 Kohn-Sham 形式化的扩展来回应，该扩展允许使用非局域有效势，却又牢牢植根于 SCDFT。该扩展形式化的威力通过计算如下体系的自旋轨道诱导能带分裂得以展示：反演不对称 MoSe$_2$ 单层与反演对称块体 $\alpha$-MoTe$_2$。我们表明，通过全局杂化近似并将 Fock 交换比例设定在同样能给出精确带隙值的水平，可获得与实验数据的定量一致。这些结果的关键在于该方法能自洽地计入由自旋轨道相互作用诱导的自旋电流。广泛使用的以自旋轨道耦合的二次变分处理来精炼自旋密度泛函理论的方法无法与我们的 SCDFT 结果相匹敌。