用于交换耦合常数第一性原理计算的单位点正交化

为了通过采用局域基组的 Liechtenstein 方法准确第一性原理计算交换耦合常数 $J_{ij}$,我们开发了一种使用单位点正交化(SO)的方案。与使用未经修改的基组计算 $J_{ij}$ 的非正交(NO)方案以及 Löwdin 正交化(LO)方案不同,SO 方案表现出 $J_{ij}$ 对基组选择的依赖小得多。SO 方案在基组数目增加时实现了 bcc Fe、hcp Co 与 fcc Ni 的 $J_{ij}$ 收敛,而 NO 与 LO 方案导致依赖于基组的涨落。SO 方案的这一改进归因于去除了轨道重叠并避免了不适当的单位点有效势。我们通过引入适当的自旋布居进一步改进 SO 方案,使得带自旋布居标度的 SO(SOS)方案能够提供过渡金属的收敛居里温度。此外,SOS 方案得到的 dhcp Nd 与菱方 Sm 的负 $J_{ij}$ 值可与实验发现的磁序一致,而正 $J_{ij}$ 集无法重现该磁序。