Alchemical thermodynamic integration for ab initio free-energy calculations in solutions
Xiamen University（厦门大学）；Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory（艾姆斯国家实验室）；Columbia University（哥伦比亚大学）
开发用于溶液中从头算自由能计算的炼金术热力学积分方案，通过耦合从头算力计算器，经验证后得出高压铁镍和常压锂钠液体溶液的自由能，与先前计算相符，效率与标准方法相当，确立为实用积分框架。
2026-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Direct ab initio calculation of the dynamical matrix
本文提出了声子谱的从头计算方法。该方法是基于通过总能量的二阶导数的动力学矩阵的直接计算。在局域密度近似（LDA）下，采用平面波基组赝势方法计算总能量。对于电子密度的变化，导出了自洽方程，该方程无需迭代即可解析求解。在本文中，注意力只放在非金属系统。
1999-06-16 cond-mat.mtrl-sci
An ab initio Local Exchange Approach to the Calculations of Tc of Dilute Magnetic Semiconductors
用密度泛函理论计算了半导体GaAs和磁性半导体Ga_（0.9375）Mn_（0.0625）As的态密度。计算结果表明，部分Mn的3d-态在费米能级上与价带杂化。利用原子Hartree-Fock程序包和角动量耦合技术计算了Anderson杂质模型的交换积分。用多尺度从头计算方法得到的Ga_（0.9375）Mn_（0.0625）As的Tc理论值与实验值符合较好。讨论了Hubbard参数在超软赝势DFT计算中的应用。
2017-04-26 cond-mat.mtrl-sci
The absorption spectrum of hydrogenated silicon carbide nanocrystals from ab initio calculations
用第一性原理计算确定了氢化碳化硅纳米晶（SiCNC）的电子结构和吸收光谱。我们表明，重建的表面可以显着改变不仅开始的吸收，但在较高的能量的光谱的\emph{shape}。我们发现，用传统的密度泛函理论计算方法不能准确预测重构SiCN的吸收阈值。
2009-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio calculation of band gap renormalization in highly excited GaAs
我们提出了晶体GaAs中强电子激发（~ 10%的价电子被激发到导带）的情况下的从头计算准粒子自能，与高强度超短脉冲激光实验相关。计算使用的GW近似的Keldysh格林函数方法的基础上的平衡泛化。我们的研究结果表明，虽然带隙是一个敏感的函数的量的激发，它是不可能的诱导完全带隙关闭在这个系统中，通过纯电子手段。
2004-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Hyperfine tensors of nitrogen-vacancy center in diamond from \emph{ab initio} calculations
利用\emph{ab initio}超原胞计算方法，计算并分析了金刚石中氮空位（N-V）中心基态和激发态的电荷和自旋密度分布。我们发现，超精细张量的$^{15}$ N核自旋是负的，强烈的各向异性的激发态，在以前的模型被广泛用于解释电子自旋共振测量。此外，我们还发现了由于激发而引起的自旋密度的显著重新分布，这对N-V中心的量子寄存器应用具有重要意义。
2009-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Accurate tight-binding Hamiltonian matrices from ab-initio calculations: Minimal basis sets
将量子力学计算得到的布洛赫态投影到原子轨道上是构造从头算紧束缚哈密顿矩阵的最快方案。然而，紧束缚本征态的虚假态和非物理杂化的存在阻碍了这种结构的适用性。在这里，我们证明，这些虚假的影响是由于包含低可投射性的布洛赫态。这些影响的形成机制是来自分析。我们提出了一个改进的计划，去除虚假的状态，从而在一个有效的计划，高精度的从头算紧束缚哈密顿量的建设。
2015-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of Effective Work Functions for a TiN/HfO2/SiO2/Si transistor stack
采用从头算方法计算了TiN/HfO 2/SiO2/Si叠层的有效功函数（Weff），该叠层代表金属氧化物半导体（MOS）晶体管栅极，并考虑了一阶多体效应。在每个界面处计算所需的带偏移，改变其组成。最后，使用LDA计算的体能带排列的传递性，并通过对MOS堆叠的终止材料（Si和TiN）的MBPT体校正来完成。通过这些校正，从头计算预测HfO 2上TiN金属栅极的Weff接近5.0 eV。
2011-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculation of band alignments for opto-electronic simulations
采用改进的芯-价带最大值方法计算了应变Ⅲ/Ⅴ族半导体异质结的能带偏移。该方法用于（In，Ga）As/GaAs/Ga（As，Sb）多量子阱结构的分析。所获得的偏移和由此产生的能带结构被用作输入的光致发光光谱的微观计算产生非常好的协议与最近的实验结果。
2019-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Structure of glassy lithium sulfate films sputtered in nitrogen (LISON): Insight from Raman spectroscopy and ab initio calculations
测量了在氮等离子体中溅射硫酸锂靶得到的固体电解质薄膜的拉曼光谱，并与28原子团簇的从头算电子结构计算结果进行了比较。当氧原子被氮原子取代时，以及当氮原子彼此形成键时，获得测量光谱和计算光谱之间的一致性。这表明在溅射过程中氮的引入导致膜中的结构，其防止这些薄膜盐玻璃的结晶。
2007-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Physics Calculations for Borophene for Electronic Devices
超越传统的2D材料现在期望具有切换能力（例如，晶体管）。在这里，我们建议使用硼氢化物，因为我们将在这封信中显示，获得的电子能带结构的区域，作为价带和导带，具有明显的带隙，可能会在可预见的未来获得。在这里，对于特定的同素异形体的硼，态密度（DOS）和电子能带结构图与E（k）与k的发现有很大的提高精度的从头计算量子计算使用混合泛函的几种类型。这个程序应该允许更好地了解如何获得可接受的材料。
2020-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Electron and phonon properties of noncentrosymmetric RhGe from ab initio calculations
首次采用从头算方法计算了非中心对称B_（20）型RhGe的能带结构、费米面和声子色散，并研究了它们随压力的变化.我们考虑详细的能带结构的压控功能，以及压力引起的费米面拓扑结构的变化，预计将影响热电势的铑锗。我们还报告的特殊计算的电场梯度的Rh和Ge核和比较这些结果与最近的111镉TDPAC研究B20-RhGe。
2017-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculations for structural properties of Zr-Nb alloys
在零温条件下，对不同铌浓度下Zr-Nb合金的结构性质进行了从头算计算。不同的情况下，Zr-Nb合金与具有BCC和HCP结构的晶胞被认为是。得到了晶格常数的最佳值。确定了零温下结构转变HCP \rightarrow BCC对应的铌浓度临界值。分别研究了铌浓度为12.5%和25%的HCP和BCC两种结构的电子态密度。
2013-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Family of boron fullerenes: general constructing schemes, electron counting rule and ab initio calculations
提出了一套通用的构建方案，预测了一个大家族的稳定的单元素硼，空心富勒烯的幻数为32+8k（k>=0）。这些新的硼富勒烯显着的稳定性，然后研究了激烈的从头计算。电子计数规则以及一个孤立的空心规则，提出了很容易显示的高稳定性和电子键合性能，这也表明适用于一些新预测的硼片和纳米管。
2009-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of third-order elastic constants and related properties for selected semiconductors
我们目前的理论研究的三阶弹性常数$C_{ijk}$在氮化锌AlN，GAN和InN。我们对这些化合物的预测是基于在密度泛函理论的框架下详细的从头计算的应变-能量和应变-应力关系。为了判断计算的准确性，我们比较了从头计算结果$C_{ijk}$与实验数据可用于Si和GaAs。我们还强调了三阶弹性常数与其他表征材料非谐行为的量的关系，如二阶弹性常数的压力导数和长波长声学模式的模式Grüneisen常数。
2007-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Single- and double-wall carbon nanotubes fully covered with tetraphenylporphyrins: Stability and optoelectronic properties from ab-initio calculations
采用色散校正的从头计算方法研究了四苯基卟啉非共价修饰的单壁和双壁碳纳米管的光电性质。考虑了五种具有不同手性的CNT物种。我们发现最稳定的构型是那些碳纳米管完全被TPP覆盖的构型，表现出约2 eV/TPP的结合能。半导体CNT-TPP化合物显示出光学响应，其特征在于与TPP带相关的强吸收，随着TPP浓度的增加强度增加。此外，分子动力学模拟表明，该化合物在高达100 $^{\circ}$ C的温度下是稳定的。
2015-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Ab initio calculations of the lattice parameter and elastic stiffness coefficients of bcc Fe with solutes" Comp. Mat. Sci. v.126 pp.503-513 (2017)
在最近的一篇论文中，作者建议分别计算含有溶质的系统的弹性刚度系数的体积和化学贡献，因为它“计算效率更高”。我们表明，情况并非如此，并进一步表明，他们的方法，因此他们的结果是不正确的。正如我们在2012年的工作中所展示的那样，如果严格执行，执行所需的计算是没有捷径的。
2018-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Stable fourfold configurations for small vacancy clusters in silicon from ab initio calculations
使用密度泛函理论计算，我们已经确定了新的稳定配置的三，四，和五的空缺硅。这些新的配置包括一个环的组合hexavacancy与三个，两个或一个间隙原子，分别，使所有的原子保持四倍。因此，它们的形成能分别比“六边形环的一部分”配置低0.6、1.0和0.6 eV，迄今为止，“六边形环的一部分”配置被认为是能量最低的状态。
2004-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Cluster-surface and cluster-cluster interactions: Ab initio calculations and modeling of van der Waals forces
我们目前完全从头计算的范德华系数为两种不同的情况：i）氢化硅簇之间的相互作用;和ii）这些纳米结构和非金属表面（硅或碳化硅表面）之间的相互作用。所使用的方法是非常有效的，并允许包含数百个原子的系统的计算。所获得的结果进一步分析和理解的帮助下，简单的模型。这些模型可能是感兴趣的表面上的硅纳米结构的分子动力学模拟，在那里他们可以给出一个非常快速但足够准确的确定在大的分离的范德华相互作用。
2008-06-18 cond-mat.mtrl-sci
New Physics of the $30^\circ$ Partial Dislocation in Silicon Revealed through {\em Ab Initio} Calculation
基于{ \em ab initio}计算，我们提出了硅中30 $^\circ$部分位错的基本激发的新结构.这种孤子具有一种罕见的结构，在位错核附近有一个五配位原子。这种缺陷的独特的电子结构是一致的，迄今为止神秘的热稳定R中心的塑性变形硅的电子自旋共振签名。我们首次用{ \em ab initio}方法确定了孤子的自由能，这也与实验结果一致.这一发现表明，实验测定孤子密度的可能性，这是理解材料塑性流动的一个关键缺陷。
2000-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics of MgSiO$_3$ perovskite (bridgmanite) studied by inelastic x-ray scattering and ab initio calculations
我们已经确定了MgSiO $_3$钙钛矿（bridgmanite）的晶格动力学相结合的单晶非弹性X射线散射和从头计算。我们观察到一个显着的协议之间的实验和理论，并提供准确的结果声子色散关系，声子态密度和全弹性张量。目前的工作构成了一个重要的里程碑，将这种联合研究扩展到与地球下地幔的物理和化学直接相关的极端压力和温度条件。
2015-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Superior thermal conductivity and extremely high mechanical strength in polyethylene chains from {\it ab initio} calculation
通过进行{ \it ab initio}计算和应用量子力学非平衡格林函数方法，预测了聚乙烯链的热导率和机械强度的上限。特别是，我们的计算有两个主要发现：（1）。在室温下，100 nm聚乙烯链的热导率可以达到310 W/K/m的高值;（2）.聚乙烯链中的杨氏模量高达374.5 GPa，并且聚乙烯链在经历结构相变为气态乙烯之前可以承受$32.85% \pm 0.05%$（极限）应变。
2013-03-22 cond-mat.mtrl-sci
On the feasibility of ab initio electronic structure calculations for Cu using a single s orbital basis
在这项工作中，一个单一的s-轨道表示的Cu对使数千原子从头计算的电子结构的准确性进行评估。如果在铜的这种基本表示中使用每个原子约0.3个电子的静电补偿电荷，则块体和纳米晶Cu中的电子透射率与用双Zeta极化基组获得的电子透射率准确地进行比较。这种表示法的使用类似于半导体电子结构的单带有效质量表示法。与每个铜原子只有一个s-轨道的基础上，表示是非常有效的计算，并可以用来提供急需的从头算洞察电子输运在纳米晶铜互连在现实的尺寸。
2015-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of the atomic and electronic structures of crystalline PEO3:LiCF3SO3 electrolytes
PEO 3：LiCF 3SO 3聚合物电解质由于其在高电导率聚合物电池的锂/聚合物界面处的增强的稳定性而吸引了重要的研究。实验研究表明，根据制备条件，可以形成PEO 3：LiCF 3SO 3结晶复合物和PEO 3：LiCF 3SO 3非晶相。然而，以前的理论研究主要集中在短链无定形PEO 3：LiCF 3SO 3系统。我们报告从头计算密度泛函理论计算的结晶PEO 3：LiCF 3SO 3。计算结果与实验测量结果吻合较好。
2015-10-20 cond-mat.mtrl-sci
The magnetic structure of Li2CuO2: from ab initio calculations to macroscopic simulations
用从头计算方法研究了边共享铜酸盐化合物Li_2CuO_2的磁性结构。第一和第二近邻链内磁相互作用分别计算为-142 K和22 K。这两个参数之间的比值小于文献中先前提出的比值。链间的相互作用是反铁磁的性质和几个开尔文的顺序。蒙特卡罗模拟使用从头算参数来定义模型的哈密顿量，结果在Neel温度与实验相当好的协议。自旋布居分析将铜离子和氧离子上的磁矩定位在从实验得出的完全定域图像和基于局域密度计算的更离域图像之间的某个地方。
2002-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of the atomic and electronic structures for ABO3 perovskite (001) surfaces
我们提出了对SrTiO 3（STO）、BaTiO 3（BTO）和PbTiO 3（PTO）钙钛矿晶体的（001）表面的两种可能的终端的第一性原理计算的结果。采用混合（B3PW）交换相关技术和重新优化的原子（高斯）轨道基组，计算了不同化学计量比和非化学计量比二维平板的原子结构和电子组态.结果与以前的计算和现有的实验数据进行了比较。详细讨论了这三种钙钛矿的表面附近的电子密度分布和共价效应。
2004-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Linear-scaling ab-initio calculations for large and complex systems
简要回顾了SIESTA项目的背景下，线性标度密度泛函方法的电子结构计算和分子动力学模拟的系统与大量的原子。综述了该方法在不同体系中的应用，包括碳纳米管、金纳米结构、硅表面吸附物和核酸。同时，介绍了适用于线性标度方法的原子轨道基的研究进展。
1999-04-12 cond-mat.mtrl-sci
AMMCR: Ab-initio model for mobility and conductivity calculation by using Rode Algorithm
我们提出了一个模块来计算的迁移率和导电性的半导体材料使用罗德的算法。该模块使用从密度泛函理论（DFT）导出的各种电子结构输入。我们已经证明了良好的协议与实验结果的情况下，硫化镉（CdS）。我们还提供了一个比较广泛使用的方法，所谓的弛豫时间近似（RTA），并证明了即兴的结果相比，RTA。该模块的当前版本与维也纳从头算模拟包（VASP）接口。
2020-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Quantum and ab initio Molecular Dynamics of the Dissociative Adsorption of Hydrogen on Pd(100)
用从头算量子动力学和从头算分子动力学方法研究了氢在Pd（100）表面的解离吸附。将所有氢自由度视为动力学坐标意味着高维数，并且需要数千个轨迹的统计平均值。一个有效和准确的治疗，这样广泛的统计，实现在两个步骤：在第一步中，我们评估的从头算势能面（PES），并确定一个分析表示。然后，在一个独立的第二步动力学计算上的PES的解析表示进行。因此，解离动力学的研究没有任何重要的假设，除了波恩-奥本海默近似，无论如何采用时，密度泛函理论计算进行。从头算分子动力学进行了比较，详细的量子动力学计算完全相同的从头算PES。讨论了粘滞几率随动能变化时的量子振荡现象。它们对初始条件的对称性非常敏感。在低动能时，粘附主要受转向效应的影响，这一点用经典轨迹加以说明。转向效应取决于分子的动能，而不取决于分子的质量。零点效应导致量子和经典计算的粘附概率之间的强烈差异。粘附概率的入射角的依赖关系进行了分析，它被发现是在良好的协议与实验数据。结果表明，结合高维动力学计算的势能面的确定，其中考虑到所有相关的自由度，导致氢在过渡金属表面的解离动力学的详细了解。
1997-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamics of C incorporation on Si(100) from ab initio calculations
我们研究了Si（100）上C掺入的热力学，这是一个应变和化学效应都很重要的系统。我们的分析是基于第一性原理的原子计算，以获得重要的最低能量结构，和一个经典的有效哈密顿量，这是用来代表长程应变效应，并纳入热力学方面。我们确定在温度和C化学势的平衡相图，这使我们能够预测的介观结构的系统，应该在实验相关的条件下观察。
2000-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonic Self-Energy of Phonons: Ab Initio Calculations and Neutron Spin Echo Measurements
我们计算了同位素纯锗在布里渊区X点处声子的非谐自能，并用自旋回波技术测量了它们的非谐自能。实部同意与前，不太准确，天然锗的非弹性中子散射获得的高温数据。对于虚部，我们的结果提供的证据表明，横向声学声子在X点是非常长的寿命在低温下，即其衰变的概率接近零，作为一个不寻常的衰变机制所允许的能量守恒的结果。
2002-12-10 cond-mat.mtrl-sci
TiC lattice dynamics from ab initio calculations
采用从头计算和直接法计算了TiC晶体的声子色散曲线和声子态密度。计算结果与中子散射实验数据吻合较好。由2 × 2 × 2超原胞中原子位移引起的Hellmann-Feynman力确定了力常数。声子态密度的计算表明，Ti原子的振动形成声学分支，而C原子的运动仅限于光学分支。弹性常数已被发现使用变形的方法，并与声学声子斜率得到的结果进行了比较。
2013-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of the dynamical response of copper
基于{ \em ab initio}赝势计算，研究了局域$d$带在Cu动力学响应中的作用.在随机相位近似（RPA）和含时局域密度泛函近似（TDLDA）的密度响应函数进行评估。我们的研究结果表明，除了提供一个可极化的背景，降低了自由电子等离子体的频率，d-电子负责，在较高的能量和小的动量，在动力学结构因子的双峰结构。这些结果与实验测定的铜的光学响应是一致的。我们还分析了动力学散射截面对动量转移的依赖关系。
1999-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Barrierless procedure for substitutionally doping graphene sheets with boron atoms: ab initio calculations
利用从头算方法，我们提出了一种简单而有效的方法来取代掺杂石墨烯片硼。该方法包括选择性地将石墨烯片的每一侧暴露于不同的元素。我们首先将膜的一侧暴露于硼，而另一侧暴露于氮。以这种方式进行，B原子将自发地结合到石墨烯膜中，而没有任何活化屏障。在第二步中，该系统应暴露于富H环境，这将从层中去除CN自由基并形成HCN，从而导致完美的替代掺杂。
2008-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of the hydrogen bond
最近的X射线康普顿散射实验在冰提供了有用的信息之间的相互作用的H $_2$ O单体的量子性质。氢键的特征在于一定量的电荷转移，这可以在康普顿实验中确定。我们使用从头计算方法研究了H $_2$ O结构中的氢键，计算了三种不同体系（水二聚体、含12个水分子的团簇和冰晶）的康普顿分布和相关量.我们将展示如何提取估计的电荷转移的康普顿配置文件。
2002-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Shell Model of BaTiO3 Derived from Ab-initio Total Energy Calculations
适合于第一性原理密度泛函理论（DFT）计算结果的铁电钙钛矿的壳模型受到DFT内的交换相关泛函中所做的近似的强烈影响，并且通常不如从实验数据导出的壳模型准确。我们已经开发了一个各向同性壳模型的基础上的PBESol交换相关功能，这是专门设计的固体的晶体性质的钛酸钡。我们的壳模型BaTiO 3同意在有限温度下的基态DFT性质和实验晶格常数。正确地再现了BaTiO 3的相序列（菱形、正交、四方、立方），但压缩了相变的温度范围。温度标度可以通过标度从头算能量表面来改进。
2013-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Accelerated Discovery of Two-Dimensional Optoelectronic Octahedral Oxyhalides via High-Throughput Ab Initio Calculations and Machine Learning
传统的试错法是大规模寻找新型光电材料的障碍。在这里，我们介绍了一种结合高通量从头计算和机器学习方法来预测具有改进的光电性能的二维八面体卤氧化物的方法。我们开发了一个有效的机器学习模型的基础上产生的密度泛函计算，包括300个二维八面体卤氧化物的几何和电子性质的扩展数据集。我们的模型加速了5,000个二维八面体卤氧化物的潜在光电材料的筛选。在我们的模型中提出的扭曲堆叠八面体因子在机器学习预测中起着至关重要的作用。几个潜在的二维光电子八面体卤氧化物具有中等的带隙，高电子迁移率，并成功地假设？吸收系数。
2019-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Self-vacancies in Gallium Arsenide: an ab initio calculation
我们在这里报告重新审查的静态性质的空位在GaAs中的第一性原理密度泛函计算使用本地化的基组。我们计算的形成能与最近的实验和{ \it ab-initio}计算结果吻合良好，并提供了一个完整的描述弛豫几何和能量的各种电荷状态的空缺从两个亚晶格。镓空位在0、-、-2、-3电荷态是稳定的，但V_Ga^-3仍然是本征和n型GaAs的主要电荷态，这证实了正电子湮没的结果。有趣的是，砷空位显示出两个连续的负U跃迁，仅使+1、-1和-3电荷态稳定，而中间缺陷是亚稳态的。第二次跃迁（-/-3）使V_As^-3产生了共振键弛豫，类似于硅和GaAs双空位的共振键弛豫。
2004-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Improving the convergence of defect calculations in supercells - an ab initio study of the neutral silicon vacancy
我们提出了一个系统的方法来精确计算超晶胞中的缺陷结构，我们用硅中的中性空位的研究来说明。这是一个典型的缺陷，已经使用从头算方法进行了广泛的研究，但值得注意的是，仍然没有关于这种缺陷的能量或结构的共识，甚至最近的相邻原子是否向内或向外松弛。在本文中，我们表明，以前的计算之间的差异可以归因于超胞收敛误差，我们演示了如何系统地减少每个这样的误差源。在以前的理论研究中的散射的各种来源进行了讨论，并确定了一个新的效果，即超晶胞对称性。结果表明，这种效果的一致治疗是至关重要的理解系统的影响，增加超晶胞的大小。因此，这项工作也提出了最好的收敛从头算研究的中性硅空位。
2003-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin wave stiffness and exchange stiffness of doped permalloy via ab-initio calculation
采用KKR格林函数方法，通过从头计算研究了掺杂对坡莫合金（Py）自旋波刚度和交换刚度的影响.通过考虑不同性质的各种类型的掺杂剂（V、Gd和Pt），我们能够得出一般性的结论。为了描述刚度随掺杂的趋势，足以说明最近邻之间的交换耦合。杂质的极化率不是影响自旋波刚度的重要因素。相反，决定性的因素是杂质和主机状态之间的杂交所反映的布洛赫光谱函数的变化。我们的理论结果与以前的实验结果吻合得很好。
2019-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of thermal conductivities in crystals
导热系数的计算需要知道晶体的非谐性质。为此，应用非微扰非谐理论，该理论不利用原子位移上的势能展开，而是对具有特定位移的原子的原子图案进行Hellmann-Feynman力的从头计算，以重建非谐声子频率和群速度。参见[K.Parlinski，Phys.Rev. B 98，054305（2018），]用于热导率的Green-Kubo方程需要知道上述量和声子弛豫时间，其与用声子消隐和创建玻色算子表示的4阶声子关联函数相关。在非简谐理论的现行表述中，弛豫时间可以用解析式导出。将格林-久保公式成功地应用于硅的热导率计算，并分别计算了与声子波和弹性波有关的热导率。
2023-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of the binding energy of impurities in semiconductors: Application to Si nanowires
本文以纳米线中的施主为例，在密度泛函理论和GW近似下讨论了半导体中杂质的结合能E_b。结果表明，DFT方法成功地从离子化杂质的Kohn-Sham（KS）哈密顿量计算了E_b，但由于忽略了束缚电子与施主表面极化电荷的相互作用，从中性杂质的KS哈密顿量计算E_b时失败了.我们追溯这一不足，在目前的功能缺乏屏蔽交换。
2010-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Perturbo: a software package for ab initio electron-phonon interactions, charge transport and ultrafast dynamics
Perturbo是用于材料中电荷输运和超快载流子动力学的第一性原理计算的软件包。目前的版本侧重于电子-声子相互作用，可以计算声子限制的输运性质，如电导率，载流子迁移率和塞贝克系数。它也可以模拟存在电子-声子散射的超快非平衡电子动力学。Perturbo使用来自密度泛函理论和密度泛函微扰理论计算的结果作为输入，并采用Wannier插值来降低计算成本。它支持范数守恒和超软赝势，自旋轨道耦合，以及体材料和2D材料的极性电子-声子校正。混合MPI加上OpenMP并行化的实施，使大型系统（高达至少50个原子）使用高性能计算的高效计算。总之，Perturbo提供了有效和广泛适用的从头算工具，以定量研究金属，半导体，绝缘体和2D材料中的电子-声子相互作用和载流子动力学。
2020-02-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic structure of superconducting gallium-doped germanium from ab-initio calculations
用从头计算方法研究了掺镓锗的电子结构。掺镓锗最近被发现是一种超导体，其临界温度为0.5开尔文，库珀对密度特别低。电子性质的计算表明，没有观察到杂质带的迹象，费米能级位于锗的价带。此外，声子频率的计算表明，一个新的模式与Ga原子出现，约175$ cm-1。
2009-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Reciprocity Theorems for Ab Initio Force Calculations
我们提出了一种方法用于计算从头算原子间的力量，其规模与系统的大小平方，并提供了一个物理上透明的表示力的空间变化的电子电荷密度。该方法是基于一个互易定理，用于评估一个有效的潜在作用于一个带电离子在每个原子的核心。我们用双原子分子的计算来说明这种方法。
1996-08-22 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
RESPACK: An ab initio tool for derivation of effective low-energy model of material
EQUIPACK是一个用于评估材料相互作用参数的第一性原理计算软件，能够计算最大局域化的Wannier函数，基于随机相位近似和相关光学性质的响应函数，以及与频率相关的电子相互作用参数。ESPACK从使用具有平面波基组的范数守恒赝势的频带计算代码接收其输入数据。为xTAPP和Quantum ESTERO准备了将能带结构结果转换为PACKACK输入的自动生成脚本。设计了一个输入文件，用于指定的PRACKACK计算条件追求简单，并给出了Fortran命名格式。PACKACK支持使用OpenMP和MPI的混合并行化，并且可以处理包括计算单元中的几百个原子的大型系统。
2020-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
A method to include the spin-fluctuation in the ab-initio electronic-structure calculation
本文提出了一种新的包含自旋涨落自洽的从头计算方法。我们从Luttinger-Ward泛函开始，该泛函是LDA泛函加上SF能量泛函的温度相关部分之和。它所使用的相互作用的大小是以类似于Moriya和Kawabata的自洽重整化理论的方式确定的。在$T_c$上获得的Pd、Ni、Fe和fcc-Co的顺磁磁化率与实验结果相当一致。
2003-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Renormalized density matrix downfolding: A rigorous framework in learning emergent models from ab initio many-body calculations
提出重整化密度矩阵降维（RDMD）框架，从从头算数据中系统性地推导非微扰有效模型，并应用于氢链到自旋模型的降维，在强耦合区域实现定量准确的映射。
2025-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
State-Dependent Electron Delocalization Dynamics at the Solute-Solvent Interface: Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Ab Initio Calculations
过渡金属-水溶液L边荧光光谱中的非辐射衰减通道导致X射线透射光谱中的光谱凹陷。他们的起源是解开这里使用部分和反部分荧光产率的微射流结合多参考从头计算电子结构计算。比较Fe 2+，Fe 3+，和Co 2+系统，我们明确地表明，光谱下降是由于状态依赖的电子离域的d-轨道的流形内。
2013-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
\textit{Ab initio} calculation of transport and optical properties of aluminum: influence of simulation parameters
本工作致力于铝的输运和光学性质的\textit{ab initio}计算。计算基于量子分子动力学模拟、密度泛函理论和Kubo-Greenwood公式。主要是对从熔化到20000 K的近正常密度的液态铝进行计算。得到了动态电导率、静态电导率和热导率的计算结果，并与文献和实验数据以及其他作者的计算结果进行了比较。详细研究了工艺参数对结果的影响。静态电导率计算的误差估计在20%左右，更准确的结果需要更大的原子数。
2013-10-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ab Initio Calculation of Spin Gap Behavior in CaV4O9
用从头算密度泛函（DF）方法计算了CaV_4O_9中第二近邻占主导地位的交换耦合.基于DF的自洽原子形变模型表明，由于各种超交换过程之间的强抵消，最近邻耦合很小。精确对角化的预测海森伯模型产生的自旋带隙的行为与实验符合得很好。通过拟合实验磁化率来改进模型。所得模型与实验磁化率和三重态色散非常吻合。
1999-01-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain energy calculations of hexagonal boron nanotubes: An ab-initio approach
用从头计算方法研究了小直径六方硼纳米管的曲率效应。所考虑的硼纳米管的构象即扶手椅（3，3），锯齿形（5，0）和手性（4，2），分别由12，20和56个原子组成。应变能的评估，以检查曲率效应。结果表明，六边形BNT的应变能强烈依赖于半径，而三角形BNT的应变能依赖于半径和手性。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Electronic Structure Calculations by Auxiliary-Field Quantum Monte Carlo
场量子蒙特卡罗方法（AFQMC）提供了一个计算框架，通过随机抽样求解原子、分子、固体和各种模型系统中的非时间依赖薛定谔方程。我们介绍了这个框架背后的理论和形式主义，简要讨论了关键的技术步骤，把它变成一个有效的和实用的计算方法，提出了几个说明性的结果，并结束了评论的从头计算的前景，这个框架。
2018-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
M-SPARC: MATLAB-Simulation Package for Ab-initio Real-space Calculations
本文介绍了M-1：MATLAB-实空间从头计算模拟软件包。它可以执行赝势自旋极化和非极化Kohn-Sham密度泛函理论（DFT）模拟，用于孤立系（如分子）以及扩展系统（如晶体、表面和纳米线）。M-DFT为实空间DFT中新算法和方法的开发和测试提供了一个快速原型平台，有可能显著加快该领域的进步速度。它也为精确的第一性原理研究中小型系统提供了一个方便的途径。
2019-12-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
