基于最大局域化 Wannier 函数无缝拼接紧束缚模型的可靠方法
材料科学
2019-03-15 v2
摘要
最大局域化 Wannier 函数是局域的正交函数，由于每个轨道尺寸很小，能以低计算成本精确表示周期系统的给定 Bloch 本征态。基于从不同系统获得的最大局域化 Wannier 函数的紧束缚模型常被组合以构建如半无限表面等大型系统的紧束缚模型。然而，不同系统重叠区域中对应的最大局域化 Wannier 函数并不相同，这种差异会给组合后的紧束缚模型引入严重的伪影。在此，我们提出两种无缝拼接共享部分基函数的不同紧束缚模型的方法。首先，我们引入一种简单高效的方法：(i) 在属于两个紧束缚模型的重叠区域中寻找最佳匹配的最大局域化 Wannier 函数对，(ii) 旋转两个对应 Wannier 函数的自旋取向使其彼此平行，(iii) 使其整体相位相等。其次，我们提出一种基于重叠区域哈密顿矩阵元差异迭代最小化的更精确且普遍适用的方法。我们将方法应用于金刚石、GeTe、BiSe 和 TaAs 的表面以作演示。我们的方法可立即用于构建表面、界面和缺陷的可靠紧束缚模型。
引用
@article{arxiv.1901.04259,
title = {Reliable methods for seamless stitching of tight-binding models based on maximally localized Wannier functions},
author = {Jae-Mo Lihm and Cheol-Hwan Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.04259},
year = {2019}
}
备注
18 pages, 11 figures