基于无源交换关联泛函的固体真实非共线基态研究
材料科学
2024-05-28 v2
摘要
在这项工作中，我们将 Sangeeta Sharma 及其合作者开发的无源（SF）交换关联（XC）泛函扩展到基于投影缀加波（PAW）方法的平面波密度泛函理论（DFT）。该约束由本文作者在 VASP 源代码中实现，使用了一种快速泊松求解器，该求解器利用了 VASP 中实现的并行三维快速傅里叶变换（FFTs）。使用这一修正的 XC 泛函，我们探究了将这一约束应用于 GGA-PBE++ 泛函所带来的改进收敛行为。在此过程中，我们比较了若干选定磁性材料由各个泛函及其 SF 对应泛函计算得到的非共线磁基态，以提供与实验确定的磁有序比较的度量。我们观察到在施加无源约束后，与实验测量的磁基态结构吻合度显著改善。此外，我们探讨了即使在无外加场情况下，在自旋极化系统中考虑概率电流密度的重要性。我们还分析了 XC 力矩，以提供由无源约束诱导的净 XC 磁力矩的理论与计算分析。沿着这些思路，我们强调了恰当考虑无源局域磁 XC 场的实空间积分的重要性。我们对概率电流、净力矩和常数项的分析，进一步与以往关于自旋电流密度泛函理论（SCDFT）的丰富研究建立了联系，并为未来对 SF 修正 XC 泛函的扩展与校正铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2310.00114,
title = {Realistic non-collinear ground states of solids with source-free exchange correlation functional},
author = {Guy C. Moore and Matthew K. Horton and Aaron D. Kaplan and Sinéad M. Griffin and Kristin A. Persson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.00114},
year = {2024}
}