Berry 通量对角化方法在固体中高通量电极化计算

固体在无外部电场情况下的电极化是极性材料的关键属性，但计算电极化差异的标准插值式初步方法在自动化高通量计算中存在挑战。Berry 通量对角化 [J. Bonini 等, Phys. Rev. B 102, 045141 (2020)] 作为一种高效可靠的替代方法，虽然尚未广泛部署。本文使用大规模材料的初步计算评估了 Berry 通量对角化方法，介绍并验证了确保与最小中间插值结构数量相匹配的分支对齐的启发式方法。我们的 Berry 通量对角化自动化实现在先前插值工作流程因能隙闭合或分支歧义而失败的案例中成功。通过对 176 个候选介电体的初步计算进行基准测试，我们在广泛的绝缘体材料范围内展示了该方法的有效性，并获得了较少插值结构的准确有效电极化值。我们所developed的能够从离子位移事先预测仪表稳定性的实数空间启发式方法，使我们能够建立一个通用的自动化框架，用于可靠的电极化计算和高通量筛选化学和结构多样性的极性绝缘体。这些结果将 Berry 通量对角化确立为计算固体有效电极化值并加速数据驱动功能极性材料发现的稳健且高效的方法。