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基于多极近似的 $GW$ 自能频率依赖性质的谱学性质

材料科学 2025-05-16 v2

摘要

我们提出了一种基于多极近似(MPA-Σ\Sigma)的频率依赖 GWGW 自能 Σ\Sigma 的高效解析表示。类似于先前为遮蔽库仑相互作用开发的多极表示(MPA-WW)[Phys. Rev. B \textbf{104}, 115157 (2021)],自能的多极-帕达模型是从自能在复频率平面上的少量数值评估进行插值的。我们表明,同样地,MPA-Σ\Sigma 中合适的频率抽样选择对于保证计算效率和高精度至关重要。结合 MPA-WW 和 MPA-Σ\Sigma 的方案显著降低了完整频率自能计算的成本,尤其是对于广能范围的谱带结构。关键地,MPA-Σ\Sigma 使我们能够为相互作用格林函数 GG(MPA-GG)提供多极表示,实现对所有谱学性质的直接求解,并以更通用方式定义规范化因子 ZZ。我们针对多种系统(bulk Si、Na 和 Cu、单层 MoS2_2、NaCl 离子对和 F2_2 分子)验证了 MPA-Σ\Sigma 和 MPA-GG 方法。此外,我们引入玩具 MPA-Σ\Sigma/GG 模型以检验弱关联和强关联不同 regime 下的准粒子图景。通过这些模型,我们揭示了从 Σ\Sigma 的局部导数定义 ZZ 的局限性。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.09121,
  title  = {Spectral properties from an efficient analytical representation of the $GW$ self-energy within a multipole approximation},
  author = {Dario A. Leon and Kristian Berland and Claudia Cardoso},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.09121},
  year   = {2025}
}