第一性原理电子输运计算的实空间方法:大体系电极的自能项

我们提出了一种快速且稳定的数值技术,用于获取第一性原理电子输运计算中电极的自能项。尽管基于实空间有限差分法的第一性原理计算有利于在大规模并行计算机上执行,但大规模输运计算受限于自能项计算的计算代价和数值不稳定性。利用实际贡献于输运现象的广义 Bloch 波所张成空间的正交补向量,以适度的计算代价显著提高了输运性质的计算精度。为展示本技术的效率,我们考察了石墨烯和硅烯中 Stone-Wales (SW) 缺陷的电子输运性质。由于硅烯的 $\sigma^\ast$ 态位于费米能附近,在硅烯的电导谱中观察到 SW 缺陷的共振散射。此外,我们发现一个导电通道对费米能附近的缺陷敏感,而另一通道几乎不受影响。导电通道的这一特征行为通过蜂窝结构双晶格在 SW 缺陷形成中的成键网络得以解释。得益于其优异的精度,本技术使我们能够区分石墨烯和硅烯中两个导电通道的不同行为。