浅芯 X 射线吸收近边结构的赝势 Bethe-Salpeter 计算：Al2O3 中的激子效应

我们在基于 Green 函数理论的 Bethe-Salpeter 方程（BSE）层面上，以赝势平面波方法为基础，给出了光学与浅芯 X 射线吸收谱学的统一形式化第一性原理描述。我们证明守恒范数赝势不仅对价电子，而且对半芯电子激发也是可靠且准确的。为验证我们的方法，我们比较了用两种不同代码得到的 BSE 吸收谱：基于赝势的代码 EXC 与全电子全势代码 Exciting。我们以刚玉 $\alpha$-Al$_2$O$_3$ 为例，它是价电子与芯电子激发均呈现强电子-空穴相互作用的典型材料。我们详细分析了光学吸收谱以及 Al L$_1$ 和 L$_{2,3}$ 边，涉及各向异性、晶体局域场、干涉与激子效应。我们对最低能量激子的起源与定域性进行了彻底考察，并总结指出 L$_1$ 前边纯电子特性以及光学与 L$_{23}$ 谱的二色性本质。