绝热谐波近似中电子本征能量的温度依赖性
材料科学
2015-04-24 v1
摘要
由于电子 - 声子相互作用（温度依赖性和零点运动效应）导致的电子本征能量重整化在许多材料中非常重要。我们在基于第一性原理（例如密度泛函理论）的绝热谐波近似中，从不同角度对此进行研究：直接源自原子位置涨落，或者 alternatively，源自推广到包含振动熵的亥姆霍兹自由能情形的 Janak 定理。我们基于 Janak 定理的通常形式和动力学方程证明了它们的等价性。随后，我们还将重整化的 Allen-Heine-Cardona (AHC) 理论置于第一性原理框架中。AHC 理论依赖于刚性离子近似，自然导出了自能（Fan）贡献和 Debye-Waller 贡献。这种拆分也可以用于完整的谐波绝热表达式，其中不需要刚性离子近似。在密度泛函微扰理论框架内的数值研究使我们能够比较 AHC 理论与包含或不包含刚性离子项的冻结声子计算。对于两种不包含刚性离子项的不同数值方法，在金刚石案例中一致性优于 7 eV，代表了 5 位有效数字的一致性。本文还展示了该情况下非刚性离子项的大小，区分了特定声子模式对不同电子本征能量的贡献。
引用
@article{arxiv.1408.2752,
title = {The temperature dependence of electronic eigenenergies in the adiabatic harmonic approximation},
author = {Samuel Poncé and Gabriel Antonius and Yannick Gillet and Paul Boulanger and Jonathan Laflamme Janssen and Andrea Marini and Michel Côté and Xavier Gonze},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.2752},
year = {2015}
}