无电子间 U 的复杂材料对称性破缺多形描述的实现
强关联电子
2020-07-15 v3
摘要
具有简并带边态的开壳层 d 和 f 离子的关联材料展现出从金属-绝缘体转变到非常规超导的丰富有趣性质。这些材料电子结构的教科书观点是平均场方法不合适，因为需要电子间相互作用 U 在占据和未占据简并态之间打开带隙同时保持对称性。我们表明，后者这一常定义 Mott 绝缘体的情形，对于 3d 二元氧化物 MnO、FeO、CoO 和 NiO 实际上并不需要。当允许非平凡原胞表示（多形网络）打破对称性，并结合最近发展的无定域电子间相互作用 U 的非经验交换关联密度泛函时，平均场能带理论确实可以在这些二元物中解除此类简并。我们解释了密度泛函理论（DFT）在多形表示中如何通过不同于 Mott-Hubbard 方法的机制在关联材料中实现带隙打开。我们表明该方法预测了四种二元一氧化物在反铁磁和顺磁相中的磁矩和带隙，为研究开 d 和 f 壳层复杂材料中的一系列功能特性提供了对称保持方法的有效替代方案。
引用
@article{arxiv.1906.06467,
title = {Symmetry-Breaking Polymorphous Descriptions for Complex Materials without Interelectronic U},
author = {Yubo Zhang and James Furnes and Ruiqi Zhang and Zhi Wang and Alex Zunger and Jianwei Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.06467},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 7 figures