极化诱导的金属和半导体表面分子能级重整化

基于第一性原理G0W0计算，我们系统地研究了苯分子在物理吸附于不同金属和半导体表面时，其电子能级如何被衬底极化重整化。我们发现，极化引起的占据和未占据分子能级之间能隙的减小，与衬底在费米能级处的态密度（对于金属）和衬底带隙（对于半导体）成比例。这些结论进一步得到了对简单晶格模型进行GW计算的支持。通过将电子自能表示为衬底联合态密度的函数，我们将能级移动与表面电子结构联系起来，从而为G0W0计算中的趋势提供了微观解释。虽然镜像电荷效应无法被半局域和杂化交换关联泛函捕捉，但我们发现误差抵消导致吸附分子占据轨道的G0W0能量与Kohn-Sham能量之间具有显著良好的一致性。