低温与高压下固态$^4$He 的零温物态方程
其他凝聚态物理
2015-05-13 v1 材料科学
摘要
我们利用扩散蒙特卡洛 (DMC) 方法和半经验 Aziz 对势 HFD-B(HE)，研究了六方密堆积 (hcp) 相固态He 在 0-57 GPa 压力范围内的零温物态方程 (EOS)。在低压区域 (- GPa)，我们的结果与实验吻合极好，并在广泛的摩尔体积范围 (22-6 cm/mol) 内准确描述了原子动能、Lindemann 比和 Debye 温度。然而，随着压力升高，我们计算的-曲线斜率逐渐变陡，最终导致与测量值之间存在约 40% 的差异。为了考虑晶体压缩过程中出现而我们的模型未能复现的多体相互作用，我们进行了额外的电子密度泛函理论 (DFT) 计算，以微扰方式修正计算的 DMC 能量。我们探索了电子交换 - 关联势的广义梯度近似和局域密度近似 (分别为 GGA 和 LDA)。通过这种方式，我们表明与高压数据的差异减少到了 5-10%，且计算成本增加很少。进一步将我们计算的 EOS 与针对完美晶体推导并经原子零点运动修正的从头算曲线进行比较，证实了我们方法的可靠性。
引用
@article{arxiv.0711.2968,
title = {Zero-temperature equation of state of solid 4He at low and high pressures},
author = {C. Cazorla and J. Boronat},
journal= {arXiv preprint arXiv:0711.2968},
year = {2015}
}
备注
29 pages, 9 figures. To be published in Journal of Physics: Condensed Matter