自然轨道与双粒子关联函数作为分析固体中有效交换耦合的工具

利用推广的自然轨道、自旋平均自然轨道以及固体的双粒子电荷关联函数，我们以完全自洽的有限温度 GW 方法研究了反铁磁过渡金属氧化物的电子结构。我们的发现与常用于此类固体定性解释的古登堡-金森（Goodenough-Kanamori, GK）规则不一致。首先，我们发现自然轨道占据数对动量有强烈依赖，这与 GK 假设矛盾。其次，沿动量路径，自然轨道的特征发生变化。特别地，氧 2s 轨道的贡献十分重要，而这是 GK 规则中未考虑的。为分析电子关联对有效交换耦合常数值的影响，我们同时使用自然轨道和双粒子关联函数，并表明电子屏蔽通过稳定电荷转移贡献来调节超交换的程度，极大影响了这些耦合常数。最后，我们就使用密度泛函、格林函数以及波函数方法来评估分子和固体中的有效磁耦合给出了一系列预测与建议。