基于Wannier函数的约束DFT及非正交性修正Pulay力在石墨烯吸附并五苯重组效应中的应用
材料科学
2018-05-23 v2 介观与纳米尺度物理
计算物理
量子物理
摘要
当采用由随其宿主原子移动的局域轨道构成的基础组时，电子结构计算中的Hellman-Feynman力会出现Pulay项。若体系的总能量依赖于以跨多个原子的局域轨道定义的子空间布居，则由于轨道非正交性随离子平移的变化，会出现非传统的Pulay项。在此，我们推导了此类项的所需精确表达式，其无法通过轨道正交化消除。我们已在线性标度密度泛函理论(DFT)程序包ONETEP中实现了这些修正的离子力，并采用约束DFT计算了吸附在石墨烯薄片上的并五苯分子的重组能。计算通过包含系综DFT、周期性边界条件修正以及经验范德瓦尔斯相互作用来完成。对于该体系，我们发现基于非正交Wannier函数的张量不变布居分析给出的吸附物子空间布居非常接近整数值，基于赝原子函数时亦如此但精度较低。因此，轨道可为约束DFT提供非常有效的布居分析。我们的计算表明，吸附并五苯的重组能通常低于气相中并五苯的重组能。我们将此效应归因于空间位阻。
引用
@article{arxiv.1802.01669,
title = {Wannier-function-based constrained DFT with nonorthogonality-correcting Pulay forces in application to the reorganization effects in graphene-adsorbed pentacene},
author = {Subhayan Roychoudhury and David D. O'Regan and Stefano Sanvito},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01669},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 6 figures, and 2 tables. As accepted for publication in Physical Review B on 25th April 2018