基于 Wannier 函数的晶体轨道磁化计算
材料科学
2012-02-03 v1
摘要
我们提出一种第一性原理方案，即使在存在复杂费米面的情况下，也能准确且高效地评估磁性晶体的轨道磁化。从使用粗的从头算 k 点网格进行的初始电子结构计算出发，构造最大局域化 Wannier 函数，并将其用于在细网格上插值必要的 k 空间量，这与先前为反常霍尔电导发展的形式化方法并行 [X.Wang, J. Yates, I. Souza, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 74, 195118 (2006)]。我们以一种明显规范不变的方式表述了新方法，将轨道磁化表示为 Wannier 空间中矩阵的迹。由于通常只需要少量（例如，约 20 个）Wannier 函数来描述占据带和部分占据带，这些 Wannier 矩阵很小，这使得插值本身非常高效。该方法已被用于计算 bcc Fe、hcp Co 和 fcc Ni 的轨道磁化。与基于原子球内轨道电流积分的近似计算不同，我们的结果很好地重现了实验测得的这三种材料轨道磁化的排序。
引用
@article{arxiv.1112.1938,
title = {Wannier-based calculation of the orbital magnetization in crystals},
author = {M. G. Lopez and David Vanderbilt and T. Thonhauser and Ivo Souza},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.1938},
year = {2012}
}
备注
13 pages, 3 figures, 4 tables