二维 MA$_2$Z$_4$ 材料的系统 cRPA 研究：从非常规筛选到关联驱动的不稳定性

理解筛选、电子关联与集体激发之间相互作用，对设计二维量子材料至关重要。本文对超过 60 种 MA$_2$Z$_4$ 单层材料进行了全面第一性原理研究，涵盖半导体、金属、冷金属、磁性和拓扑相。我们采用受限随机相位近似 (cRPA) 方法计算材料特有的有效库仑相互作用参数 $U$、$U'$ 和 $J$，包括其在由局部配位和晶体对称性定义的不同相关子空间中的空间依赖性。在半导体化合物中，远场非局域相互作用仍然存在，揭示了非常规筛选效应，提示存在超出简单介电模型的强电子激发效应。在冷金属系统中，尽管存在自由载流子，仍保持可观的远场库仑相互作用，凸显其独特的金属筛选。在 33 种价电子化合物中，我们发现 $U_{\mathrm{eff}} > W$ 在 $\beta_2$ 相中成立，表明其接近电荷密度波或 Mott 不稳定性。在几组 V- 和 Nb 基化合物中，相关强度呈intermediate-to-strong 关系，$U/W > 1$ 在多数情况下成立。我们利用 cRPA 计算得到的 Stoner 参数，识别出 various V-、Nb-、Cr-和 Mn 基化合物中的磁性不稳定性。最后，选取的冷金属系统显示出偏离常规 $\sqrt{q}$ 行为的等离子体色散，揭示了接近非色散的低能模式。这些结果将 MA$_2$Z$_4$ 单层材料定位为研究二维相关驱动的不稳定性及新兴集体行为的多功能平台。