DFT+U方法中UO$_2$的破自旋对称基态：SMC方法
材料科学
2024-04-29 v2
摘要
某些体系的基态是对称性破缺态，其中某些性质并非对称分布。对于用DFT+U方法研究的强关联电子体系，研究者已表明体系总能量是输入参数的多极小函数，必须从多对极小能量态中挑出基态。然而，已有用于确定这些局域极小态的方法无法预测所有可能包含“真实”基态的此类态。本工作中，我们引入一种简单直接的SMC新方法，以寻找UO的1k阶反铁磁构型的基态及亚稳态。使用该方法表明，UO体系的基态是氧原子电子自旋磁化的破自旋对称态。依SMC方法应用方式不同，我们得到不同数量的亚稳态，但基态相同。基态与亚稳态的能量性质、几何性质、电子密度分布及电子极化密度分布彼此不同。这些性质也对1k阶反铁磁构型中U1与U2原子初始反向磁化强度的大小敏感，但亚稳态数量及基态性质对此大小不敏感。使用PBEsol-GGA近似处理交换关联，我们得到与实验高度吻合的基态性质。
引用
@article{arxiv.2108.12758,
title = {Spin-Symmetry Broken Ground-State of UO$_2$ in DFT+U Approach: The SMC Method},
author = {Mahmoud Payami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.12758},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 9 figures, revtex format