从单粒子密度矩阵看无序系统中的金属-绝缘体转变

物质的绝缘态可以通过基态几何标记来探测，该标记与现代极化理论（基于Berry相位）密切相关。在本工作中，我们表明该标记可应用于确定无序系统中的金属-绝缘体转变。特别地，对于非相互作用系统，几何标记可从模平方单粒子密度矩阵的构型平均获得，这可以在开放以及周期边界条件下计算。这与基于静态电导率的分类形成鲜明对比，后者仅在周期边界条件下才有意义。我们通过考虑一个简单的晶格模型来例证该方法，已知该模型作为无序强度的函数具有金属-绝缘体转变，并证明可以从单粒子密度矩阵准确获得转变点。该方法具有通用的 ab initio 表述，并可通过标准电子结构方法应用于现实的无序材料。