基于量子蒙特卡洛方法的碳中性带隙研究

我们提出了一种仅利用基态计算来求解电荷中性激发能隙的方法。我们报道了金刚石碳中 $\Gamma\rightarrow\Gamma$ 与 $\Gamma\rightarrow X$ 粒子-空穴激发能量的量子蒙特卡洛计算。我们分析了有限尺寸效应，发现其衰减率与带电激发相同，均为 $1/L$，其中 $L$ 为超晶胞的线度。这种缓慢衰减归因于在过小而无法容纳激子束缚效应的超晶胞中激发的离域性质。在更大的体系尺寸下，表观的 $1/L$ 衰减跨越至 $1/L^3$ 行为。对激子束缚尺度的估计可用于修正中性带隙的有限尺寸效应。