The calculation of quasi-particle spectra based on the GW approximation is extended to systems of hundreds of atoms, thus expanding the size range of current approaches by more than one order of magnitude. This is achieved through an optimal strategy, based on the use of Wannier-like orbitals, for evaluating the polarization propagator. Our method is validated by calculating the vertical ionization energies of the benzene molecule and the band structure of crystalline silicon. Its potentials are then demonstrated by addressing the quasi-particle spectrum of a model structure of vitreous silica, as well as of the tetraphenylporphyrin molecule.
Bridging perturbation and variational approaches in brittle fracture
Navier, Ecole des Ponts, Univ Gustave Eiffel, CNRS(纳维尔实验室,巴黎国立桥梁学院,古斯塔夫·埃菲尔大学,法国国家科学研究中心);Computational Mechanics of Building Materials, Institute for Building Materials, ETH Zürich(建筑材料研究所,苏黎世联邦理工学院);Department of Microsystems Engineering (IMTEK), University of Freiburg(弗莱堡大学微系统工程系)
General calculation of $4f-5d$ transition rates for rare-earth ions using many-body perturbation theory
在模型$4f^N$和用有效哈密顿量(如半经验晶体哈密顿量)计算的$4f^{N-1}5d$态之间作用有效跃迁算符,可以计算晶体中稀土离子的$4f-5d$跃迁速率。有效跃迁算符与原始跃迁算符的差别是由于中心离子和配体离子的激发组态的跃迁初态和末态的混合而引起的修正。这些修正是用多体微扰理论计算的。对于自由离子,有重要的单体和两体修正。单体校正与原始电偶极子算子成比例,其幅度约为未校正电偶极矩的40%。其效果相当于将径向积分$\ME {5d} r {4f}$按比例缩小到未校正HF值的约60%。相对于未校正的电偶极矩,两体校正具有约25%的量值。对于晶体中的离子,有一个额外的单体校正由于配体极化,其幅度被证明是约10%的未校正的电偶极矩。
Incorporation of surface correction and anharmonic correction to vacancy formation energy for nickel and copper: bridging the gap between Density Functional Theory and experiment
The bandstructure of gold from many-body perturbation theory
用多体微扰理论(MBPT)计算了金的能带结构。GW方法内的不同近似被认为是。标准的Single Shot G 0 W 0校正将未占据的带向上移动约0.2 eV,并且将第一个类sp占据的带向下移动约0.4 eV,同时保持5d占据的带不变。超过G 0 W 0,准粒子的自洽波函数降低了0.35 eV的占用5D带。在全球范围内,多体效应实现了0.35至0.75 eV的带隙(5d-6sp间隙)接近实验结果的开放。最后,准粒子的能带结构进行了比较,得到了广泛使用的HSE(海德,Scuseria,和Ernzerhof)的混合功能。
Photoelectron properties of DNA and RNA bases from many-body perturbation theory
利用GW近似下的多体微扰理论和最近发展起来的Lanczos链方法研究了DNA和RNA碱基的光电子性质。计算的垂直电离势,电子亲合势,和总态密度与实验值和光电子能谱符合得很好。收敛基准证明了在GW计算中使用最佳极化率基础的重要性。在多体和密度泛函理论计算中,交换和相关作用的详细分析表明,虽然自能修正是强烈的轨道依赖性,但它们仍然几乎保持不变的状态,共享相同的成键特性。最后,我们报告的逆寿命的DNA和RNA基地,发现线性依赖于准粒子能量的所有深价态。在一般情况下,我们的G 0 W 0-Lanczos方法提供了一个有效的,但准确的和完全收敛的描述准粒子性质的五个DNA和RNA碱基。