基于Gutzwiller密度泛函理论的铁准粒子能带与结构相变

我们利用Gutzwiller密度泛函理论计算了铁在其体心立方(bcc)和密排六方(hcp)相中的基态性质和能带结构。对于Hubbard相互作用$U=9\, {\rm eV}$和Hund规则耦合$J=0.54\, {\rm eV}$，我们复现了bcc铁的晶格参数、磁矩和体模量。对于这些参数，bcc在环境压力下直至压力$p_{\rm c}=41\, {\rm GPa}$均为基态晶格结构，此时预测发生向非磁性hcp结构的相变，这与实验定性相符($p_{\rm c}^{\rm exp}=10\ldots 15\, {\rm GPa}$)。计算得到的bcc铁能带结构与ARPES测量吻合良好。当我们微扰地包含自旋轨道耦合时，吻合程度进一步提高。