Electronic structure and magnetic properties of correlated metals: A local self-consistent perturbation scheme
在从头算动力学平均场论的框架下，提出了一种结合T矩阵和涨落交换近似的新的微扰方法。这种方法比精确的量子蒙特卡罗方法计算量小，并且能充分描述磁性金属的电子结构和交换作用。我们讨论了一个简单的表达式对应的交换相互作用的忽略的顶点修正成为精确的自旋波刚度的局部近似。讨论了铁磁镍的电子结构、关联效应和交换作用。
2002-04-25 cond-mat.str-el
Electronic phase separation in the pyrochlore double-exchange model
电子相分离和相关的不均匀性在强关联系统中随处可见。在CMR锰氧化物中发现了铁磁金属和反铁磁绝缘体之间的典型例子。在这里，我们表明，几何挫折带来了独特的方面相分离现象。从蒙特卡罗模拟和一个简单的能量比较烧绿石双交换模型，我们表明，这种相分离发生在铁磁和顺磁金属。我们讨论了我们的研究结果的相关性，发现在钼烧绿石氧化物在外部压力下的自旋玻璃金属相。
2010-08-16 cond-mat.str-el
Studying the effect of different exchange correlation functionals on the structural and electronic properties of a half-Heusler NaAuS compound
理论上，NaAuS被预测为拓扑绝缘体，但没有对该化合物进行详细的电子结构研究。在这里，我们报告的结构和电子性质的NaAuS使用LDA，PBESol，PBE和revPBE交换相关泛函。LDA、PBESol、PBE和revPBE交换相关泛函的平衡晶格常数计算值分别为$\sim$ 6.128、$\sim$ 6.219、$\sim$ 6.353和$\sim$ 6.442。由LDA、PBESol、PBE和revPBE交换相关函数预测的体积模量分别为$\sim$ 66.6、$\sim$ 56.4、$\sim$ 46.5和$\sim$ 39.3 GPa。因此，体积模量的计算值的顺序与这些交换相关泛函的平衡晶格参数的计算值的顺序是一致的。费米能级以下的总态密度的扩展随着交换相关泛函从LDA到PBESol到PBE到revPBE的变化而减小，这也被发现与这些交换相关泛函的体积模量的顺序一致。在存在自旋-轨道耦合的情况下，NaAuS化合物具有直接带隙，LDA、PBESol、PBE和revPBE交换相关函数的直接带隙分别为$\sim$ 0.26、$\sim$ 0.25、$\sim$ 0.24和$\sim$ 0.23 eV.在这里，发现NaAuS是拓扑绝缘体，因为它在$Γ$点处显示带反转。LDA（PBESol）和PBE（revPBE）交换相关泛函的带反转强度的计算值分别为$\sim$ 1.58 eV（$\s…
2017-07-26 cond-mat.str-el
Density matrix theory in real space of exchange and correlation energies for organic $π$ electronic systems
由于公式（46）中的错误，本文已被作者撤回。
2012-11-06 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Effect of exchange interaction on electronic instabilities in the honeycomb lattice: A functional renormalization group study
局域和非局域密度-密度相互作用对蜂窝晶格中电子不稳定性的影响被广泛研究。一些早期的研究提出了相互作用诱导的拓扑非平凡相的出现，但最近，它被否定的几个工作，包括重整化群计算与精细的动量分辨率。利用截断的单位泛函重整化群研究了半填充蜂窝晶格上电子的多体不稳定性，着重讨论了交换作用的影响。我们发现，改变次近邻排斥和最近邻交换积分可以导致不同的有序相，即量子自旋霍尔，自旋凯库勒，和一些自旋和电荷密度波相。量子自旋霍尔相可以由铁磁交换和对跳跃相互作用的组合引起。另一个奇异相，自旋-凯库勒相，在所考虑的参数空间的一个非常小的区域中发展。我们遇到的三个子晶格电荷密度波相位在很大一部分的参数空间。随着交换积分的增加，它被无公度的电荷密度波所取代。为了减少计算量，我们推导了有效相互作用的玻色传播子的显式对称关系，并提出了一种基于线性响应的方法来确定序参量的形状因子.在我们的工作中，通过数值计算证实了它们的效率。
2019-08-06 cond-mat.str-el
Giant exchange splitting in the electronic structure of A-type 2D antiferromagnet CrSBr
本文结合ARPES实验与QSGŴ计算，揭示A型二维反铁磁体CrSBr在X点处主要由Br和S构成的能带存在巨交换劈裂，并证明该劈裂在T_N=132 K以上消失，为理解其奇异物理与光学性质奠定基础。
2024-08-12 cond-mat.str-el
Ab initio study of the CE magnetic phase in half-doped manganites: Purely magnetic versus double exchange description
从嵌入式集群上进行的相关从头计算中提取的领先的电子相互作用的本地物理CE相的半掺杂锰氧化物。低能态的电子结构主要为双交换构型和O-2 $p_σ$到Mn-3d的电荷转移构型。将涉及磁性氧的纯磁非对称海森堡汉密尔顿量和两个非对称双交换模型的模型谱与\textit{ab initio}模型进行了比较。虽然海森堡光谱和计算得到的一个令人满意的协议，最好的描述是由一个双交换模型，涉及激发非Hund原子态。该模型不仅完美地再现了晶体几何结构中嵌入团簇的光谱，而且给出了基态的局域双阱势能曲线（由电荷局域电子组态的相互作用产生）和所有受双交换机制支配的激发态的局域势能曲线的完整描述.
2007-08-04 cond-mat.str-el
Screened exchange dynamical mean field theory and its relation to density functional theory: SrVO3 and SrTiO3
我们提出的第一个应用程序最近提出的电子结构计划过渡金属氧化物：屏蔽交换动力学平均场论包括非局域交换超出局部密度近似和动力学相关超出标准的动力学平均场论。我们的光谱函数SrVO3的结果与现有的实验数据，包括光电子能谱和热力学一致。最后，3d 0化合物SrTiO 3作为一个测试案例，以说明如何理论减少到能带结构的标准电子结构技术的弱相关化合物。
2014-12-26 cond-mat.str-el
Spin and orbital exchange interactions from Dynamical Mean Field Theory
我们推导出一组方程表达的磁相互作用的参数表征强关联的电子系统的单电子格林函数和自能。这允许建立初始电子系统和自旋模型之间的映射，包括有效自旋之间的二次相互作用，以及解释各向异性交换、Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和其他对称项（如偶极-偶极相互作用）的一般相互作用（交换）张量。我们提出的公式的格式，可用于计算通过动态平均场论算法。
2015-06-20 cond-mat.str-el
Electronic structure and resistivity of the double exchange model
本文研究了具有量子局域自旋S的双交换模型，采用了运动方程方法，并作了类似于Hubbard的解耦近似。我们的近似单电子格林函数G是精确的，在原子极限为零带宽的所有S和带填充n，并作为n->0减少到一个动态相干势近似（CPA）由于久保，我们把我们的近似作为一个多体推广久保的CPA。G是自洽计算一般S的顺磁状态和S=1/2的任意磁化状态。电子结构的调查和四个带每个自旋得到的光谱函数的原子极限峰为中心。从Kubo公式导出了适合于该模型的电阻率公式，计算了顺磁态电阻率ρ，正确地得到了强Hund耦合时n=0和n=1的绝缘态。我们对ρ的预测太小，与锰氧化物的实验结果不一致，因此我们同意Millis等人的观点，即裸DE模型是不够的。我们表明，协议与实验获得的Furukawa是由于他使用的非物理密度的状态。
1999-01-14 cond-mat.str-el
Magnetic Properties from the Viewpoints of Electronic Hamiltonian: Spin Exchange Parameters, Spin Orientation and Spin-Half Misconception
在这一章中，我们回顾了在电子哈密顿量的基础上描述磁性固体性质的定量和定性方面。我们表明，自旋哈密顿方法变得一致的电子哈密顿方法，如果自旋晶格及其相关的自旋交换参数，用于自旋哈密顿，由能量映射分析DFT计算的基础上确定。优选的自旋取向（即，磁性离子的磁各向异性）不能由自旋哈密顿量预测，因为它不明确地包括轨道自由度。相反，磁各向异性很容易预测的电子结构理论采用轨道和自旋自由度，如果考虑到自旋-轨道耦合（SOC）。结果表明，磁性离子的自旋择优取向可以用磁离子的HOMO-LUMO相互作用来预测和理解。自旋哈密顿量引起自旋半误解，即盲目相信自旋半磁性离子不具有SOC产生的磁各向异性。这种误解是自旋哈密顿量缺乏轨道自由度的有限性的直接后果。我们发现，5d离子氧化物的磁性更好地解释LS-耦合比由jj-耦合方案的SOC，即5d离子的自旋-轨道纠缠是不强的，因为已经假设。
2016-06-16 cond-mat.str-el
The role of non-local exchange in the electronic structure of correlated oxides
我们提出了一个系统的电子结构的几个原型相关的过渡金属氧化物：VO 2，V2 O3，Ti 2 O3，LaTiO 3，和YTiO 3的研究。在所有这些材料中，在低温绝缘相的局部和半局部密度近似（LDA和GGA）的密度泛函理论产生金属Kohn-Sham能带结构。在这里，我们表明，没有调用强相关效应，非本地交换的作用是必不可少的治疗LDA/GGA离域误差，并提供了一个带结构的描述与实验光电发射结果定性一致的电子性质。为此，我们利用混合泛函，混合一部分的非本地Fock交换与本地LDA交换相关势。最后，我们讨论了相关过渡金属氧化物中使用杂化泛函的优点和缺点。
2012-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing the Griffiths like phase, unconventional dual glassy states, giant exchange bias effects and its correlation with its electronic structure in Pr2-xSrxCoMnO6
研究了空穴取代（Sr ~（2+））部分B位无序双钙钛矿Pr_2-xSr_xCoMnO_6体系的电子结构、电输运、直流和交流磁化性质。采用X射线光电子能谱（XPS）测量的电子结构进行了探测。研究表明，B位离子（Co2+/Co 3+和Mn 3 +/Mn 4+）的混合价态的存在下，由于空穴掺杂的平均氧化态的显着增强。纯样品（x=0.0）和Sr掺杂样品（x=0.5）的价带（VB）谱中费米能级附近都没有电子态，表明样品具有绝缘性质。观察到Sr取代增加费米能级附近的光谱权重，这表明空穴掺杂系统的导电性增强。电阻率测量的温度变化揭示了两种系统的绝缘性质，从而支持VB光谱结果。直流磁化数据泄露了格里菲斯像以上的长期订购温度相。交流极化率研究表明，在掺杂和纯体系中，由反位无序驱动的类重入自旋玻璃相是一种典型的自旋玻璃相.最有趣的是，出现了一个新的集群玻璃状相（低于磁有序温度和以上的自旋玻璃化转变温度）单独驱动的Sr取代已解开交流磁化动力学研究。等温磁化强度的测量进一步探讨了巨交换偏置效应的表现，所产生的多个磁相的存在。
2019-04-20 cond-mat.str-el
Emergent exchange-driven giant magnetoelastic coupling in a correlated itinerant ferromagnet
在关联巡游铁磁体Sr$_4$Ru$_3$O$_{10}$中利用扫描隧道显微镜发现由交换相互作用驱动的巨型磁弹耦合与磁致伸缩，揭示了电子关联导致强电子-晶格耦合。
2025-06-23 cond-mat.str-el
Magnetic exchange mechanism for electronic gap opening in graphene
我们表明，在一个本地自洽的平均场处理，随机分布的磁性吸附原子可以打开一个强大的差距在石墨烯的电子光谱。电子能隙的大小取决于载流子与局域自旋之间的交换相互作用的强度，并受温度和外加磁场的控制。此外，我们表明，外部磁场在费米能级处产生自旋向上和自旋向下载流子的不平衡，使得掺杂的石墨烯适合于自旋注入和其他自旋电子学应用。
2011-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange coupling in transition metal monoxides: Electronic structure calculations
用从头算方法研究了反铁磁强关联三维过渡金属一氧化物中的磁交换相互作用。它们的电子结构计算使用本地自相互作用校正的方法，实施内的Korringa-Kohn-Rostoker能带结构方法，这是基于多重散射理论。用磁力定理计算了海森堡交换常数。在此基础上计算了相应的Neel温度T_N和自旋波色散。用平均场近似、随机相位近似和蒙特卡罗模拟方法计算了Neel温度。用计算的交换常数研究了不同晶格常数下T_N的压力依赖性。所有的计算结果与实验数据进行了比较。
2009-05-04 cond-mat.other cond-mat.str-el
Electronic Structure Calculations of Magnetic Exchange Interactions in Europium Monochalcogenides
本文采用局域自旋密度和Hubbard 1近似相结合的方法，研究了EuX（X=O，S，Se和Te）中的交换相互作用机制。我们再现已知的实验结果，体积模量，结构相变的临界压力，磁有序温度，自旋波色散以及动量和温度依赖的带移。我们的数值计算结果表明，压力诱导的竞争之间的杂化增强交换相互作用和近藤-类耦合在EuO。讨论了增强T_{c}的可能方法。
2010-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Double Exchange Model at Low Densities
我们得到了双交换模型在低电子密度和电子-电子相互作用下的相图。本文研究了由非屏蔽库仑相互作用产生磁极化子的维格纳晶体时的单粒子问题及其在低电子密度下的推广。有人认为，维格纳晶体是自然的替代相分离时，库仑相互作用考虑。我们讨论的热稳定性和量子稳定性的结晶相对极化费米液体和均匀的，金属，铁磁相。本文还讨论了所得结果对EuB_6的适用性。
2005-05-30 cond-mat.str-el
Theoretical study of electronic and atomic structures of (MnO)n
用HF交换、VWN、PBE和B3 LYP交换关联泛函方法计算了（MnO）n（n=1-4）的电子结构和原子结构.我们还进行扩散蒙特卡罗计算，以评估更准确的能量。我们对这些结果进行了验证，并讨论了交换相关泛函的准确性。
2009-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dynamical correlations and screened exchange on the experimental bench: spectral properties of the cobalt pnictide BaCo2As2
理解铁或钴磷属元素化物的费米面和低能激发对于评估电子不稳定性（如磁性或超导态）至关重要。在这里，我们提出并实现了一种新的方法来计算相关电子材料的低能特性，同时考虑到屏蔽交换超出局部密度近似和局部动力学相关性。该方案使我们能够解决BaCo2As2的难题，标准的电子结构技术预测在自然界中没有观察到的铁磁不稳定性。
2014-12-27 cond-mat.str-el
Electronic structure and magnetic properties of Li_2ZrCuO_4 - a spin 1/2 Heisenberg system in vicinity to a quantum critical point
基于密度泛函方法，我们对准一维链状铜酸盐Li_2ZrCuO_4（Li_2CuZrO_4）的电子结构和磁性进行了详细的理论研究.对于次近邻交换J_2与最近邻交换J_1的相关比率，我们发现α = -J_2/J_1 = 0.22 \pm 0.02，其非常接近临界点1/4。由于这附近的铁磁螺旋临界点，我们详细研究了结构特点，如报告的Li无序和非平面链几何形状的磁相互作用结合LDA的紧束缚模型与LDA+U导出的交换参数的结果的影响。我们的调查是补充的精确对角化研究有限团簇的多带哈伯德模型预测Li_2ZrCuO_4的光学电导率的强烈的温度依赖性。
2009-11-02 cond-mat.str-el
Electronic exchange in quantum rings
量子环可以由特定的半径和环宽来表征。对于这类丰富的物理系统，从第一性原理导出了交换空穴势和交换能的精确近似。无论环的参数，总自旋，电流，或外部磁场的精确交换的结果得到很好的协议。该描述可以作为一个密度泛函优于常用的局域自旋密度近似，这是在这里明确示出的准一维极限打破。维交叉，这是非常重要的低维系统，是完全捕获我们的功能。
2009-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A comparative study of different exchange-correlation functionals in understanding structural, electronic and thermoelectric properties of Fe$_{2}$VAl and Fe$_{2}$TiSn compounds
Fe $_{2}$ VAl和Fe $_{2}$ TiSn是具有非磁性基态的全赫斯勒化合物。这两种化合物都是良好的热电材料。PBE和LDA（PW 92）是研究Heusler化合物最常用的两种密度泛函。随着这两个研究得很好的交换相关泛函，最近开发的PBESol，mBJ和SCAN泛函研究这两个化合物。利用这五个泛函计算了平衡晶格常数和体弹性模量。所获得的值与实验报告进行比较，只要有。通过计算色散曲线、总态密度和分态密度研究了电子结构性质。对于Fe $_{2}$ VAl，从与实验值合理一致的mBJ电势获得0.22 eV的带隙，而对于Fe $_{2}$ TiSn，获得0.68 eV的带隙。预计Fe $_{2}$ VAl是半金属的，具有来自LDA、PBESol、PBE和SCAN泛函的不同负能隙值。然而，Fe $_{2}$ TiSn被发现是半金属（半导体）从LDA，PBESol（PBE，SCAN）泛函计算。从色散曲线的有效质量值也计算看到的塞贝克系数的贡献。在Fe $_{2}$ TiSn中，沿$Γ$ -X方向存在一个平带，计算得到的有效质量比电子质量大$\sim$ 36，从而观察到泛函之间在解释全Heusler合金热电性能方面的改进或不足。
2017-08-03 cond-mat.str-el
Spin-orbit excitation energies, anisotropic exchange, and magnetic phases of honeycomb RuCl3
使用量子化学计算，我们揭示了新的光RuCl 3，蜂窝Kitaev自旋模型的实现建议的电子结构和磁性。结果发现，最近邻Kitaev交换K是弱于5d 5 Ir氧化物，但仍然大于其他有效的自旋耦合。电子结构的计算也表明铁磁性K的卤化物，这是支持的场依赖性磁化的详细分析。通过对扩展Kitaev-Heisenberg哈密顿量的精确对角化计算，我们还发现在外加磁场的作用下，RuCl 3可以从Z字形序跃迁到自旋液体基态.
2016-04-16 cond-mat.str-el
Novel approaches to spectral properties of correlated electron materials: From generalized Kohn-Sham theory to screened exchange dynamical mean field theory
涌现材料最吸引人的特性是其电子自由度的高度相关量子态的典型结果。从第一性原理描述这些材料仍然是现代凝聚态理论的一个挑战。在这里，我们回顾，应用和讨论相关电子材料的光谱特性的新方法，评估当前的电子结构计算的预测能力。特别是，我们集中在最近的屏蔽交换动态平均场论计划和它的关系，广义Kohn-Sham理论。这些概念在过渡金属磷属元素化物BaCo $_2$ As $_2$和元素锌和镉上进行了说明。
2017-07-03 cond-mat.str-el
Pressure-tuning of bond-directional exchange interactions and magnetic frustration in hyperhoneycomb iridate $β$-$\mathrm{Li_2IrO_3}$
我们探讨了在$β$ - $\mathrm{Li_2IrO_3}$中Ir $5d$轨道对压力的响应，$β$- $\mathrm{Li_2IrO_3}$是一种接近Kitaev量子自旋液体（QSL）基态的超蜂窝状铱酸盐。X射线吸收光谱揭示了电子基态低于2 GPa，相同的压力范围内，X射线磁性圆二色性显示出明显的崩溃的磁秩序的重建。电子重建，这表明在$5d$轨道的有效自旋轨道（SO）相互作用的减少，推动$β$ - $\mathrm{Li_2IrO_3}$进一步远离纯$J_{\rm eff}=1/2$限制。虽然晶格对称性在整个电子跃迁中得到保持，但X射线衍射显示出超蜂窝晶格的高度各向异性压缩，其影响由Ir位点处的自旋-轨道耦合驱动的键方向Ir-Ir交换相互作用的平衡。增强对称各向异性交换Kitaev和海森堡交换相互作用中看到的理论计算，正是使用这种各向异性的Ir-Ir键压缩提供了一种可能的途径，实现QSL状态在这个hyperhoneycomb铱酸盐在高压下。
2017-08-16 cond-mat.str-el
Critical role of the exchange interaction for the electronic structure and charge-density-wave formation in TiSe2
我们表明，通过混合泛函屏蔽交换的列入提供了一个统一的描述的电子和振动性质的TiSe 2。与密度泛函理论中的局部近似相反，明确包含精确的非局部交换捕获了将Ti-d态与Se-p态分离并通过形成p-d杂化态稳定电荷密度波（CDW）（或低T）相所需的电子-电子相互作用的影响。我们进一步表明，这导致了增强的电子-声子耦合，即使在高T相打开一个小的间隙，也可以驱动过渡。最后，我们证明了混合泛函可以产生一个CDW相位的电子带，几何形状，和声子频率与实验一致。
2017-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic band structure and exchange coupling constants in ACr2X4 spinels
本文报道了ACr_2X_4（A=Zn，Cd，Hg，X=O，S，Se）尖晶石的能带结构计算结果。通过将自旋螺旋的能量拟合到经典的海森堡模型，确定了Cr自旋之间的有效交换耦合常数。计算再现的变化的符号的占主导地位的最近邻交换相互作用J1从氧化物中的反铁磁性的硫化物和硒化物中的铁磁性。证实了对J1的铁磁贡献是由于Crt 2g和eg态之间通过Xp态的间接跃迁。反铁磁耦合之间的第三铬邻居被发现是重要的，在所有的ACr 2X 4尖晶石研究，而其他相互作用弱得多。结果进行比较预测的基础上的古德诺-金盛规则的超交换。
2007-10-12 cond-mat.other cond-mat.str-el
A hybrid-exchange density-functional theory study of the electronic structure of $\mathrm{MnV}_2\mathrm{O}_4$: Exotic orbital ordering in the cubic structure
用杂化交换密度泛函理论研究了立方和四元$\mathrm{MnV}_2\mathrm{O}_4$的电子结构。计算得到的四方相的电子结构显示了V位上的反铁磁轨道有序和亚铁磁基态（V和Mn上的自旋是反对齐的）。这些结果与用局域密度近似+ $U$方法[S. Sarkar，et.例如，物理修订信函102，216405（2009）]。此外，电子结构，特别是投影态密度的立方相已预测与最近的软X射线光谱实验的良好协议。类似的tetraphite相，在立方结构中的V和Mn上的自旋有利于亚铁磁配置。最有趣的是，计算出的立方相V上自旋携带轨道的电荷密度显示了一种奇异的轨道排序，即，沿着[110]的铁轨道有序，但是沿着[ $\overline{1}$ 10]的反铁轨道有序。
2015-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic and magnetic properties of low dimensional system Co2TeO3Cl2
在密度泛函理论框架下，采用第一性原理计算方法研究了过渡金属卤氧化物Co2TeO3Cl2的电子和磁性.为了寻找该化合物的自旋晶格，计算了各种跳跃积分和交换相互作用。计算结果表明，主要的链间和链内相互作用是在ab平面。交换路径通过Wannier函数绘图可视化。最近邻和次最近邻交换相互作用是反铁磁的，使系统在低维时受挫。本文还研究了自旋轨道耦合在该化合物中的重要性。自旋量子化轴倾向于沿晶体学b方向。
2017-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic theory for superconductivity in Sr$_2$RuO$_4$: triplet pairing due to spin-fluctuation exchange
使用一个二维的哈伯德哈密顿量的三个电子带的费米能级交叉在Sr $_2$ RuO $_4$我们计算的能带结构和自旋磁化率$χ({\bf q}, ω)$与核磁共振（NMR）和非弹性中子散射（INS）实验定量一致。磁化率在{ \bf Q} $_i = (2π/3, 2π/3)$处有两个峰值，这是由于嵌套费米表面性质，在{ \bf q} $_i = (0.6π, 0)$处有两个峰值，这是由于铁磁性的趋势。应用自旋涨落交换理论，在层状铜氧化物，我们确定从$χ({\bf q}, ω)$，电子色散，费米表面拓扑结构的超导性在Sr $_2$ RuO $_4$由三重态配对。结合费米面拓扑和$χ({\bf q}, ω)$的结果，我们可以排除超导序参量的$s-$和$d-$波对称性。此外，在我们的分析和近似，我们发现，$f$波对称性略优于p波对称性，由于费米面的嵌套属性。
2001-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic and Magnetic State of LaMnO$_3$ Epitaxially Strained on SrTiO$_3$: Effect of Local Correlation and Non-local Exchange
由于LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构中铁磁绝缘态的观察报告令人困惑，我们计算了LaMnO $_3$的电子和磁性状态，相干匹配到SrTiO $_3$方形衬底内的“应变体”几何形状。我们采用三种不同的密度泛函理论为基础的计算方法：（a）密度泛函理论（DFT）补充哈伯德U（DFT+U），（b）DFT +动态平均场论（DMFT），和（c）的交换相关泛函的混合泛函处理。虽然前两种方法包括本地相关性和交换在锰网站，分别在静态和动态的方式处理，最后一个考虑到非本地交换在所有网站的效果。我们发现在所有三种方法中，由SrTiO $_3$的方形衬底引起的压缩应变将LaMnO $_3$从具有相当大的轨道极化的反铁磁体转变为具有抑制的Jahn-Teller畸变的铁磁体，这与实验一致。然而，虽然DFT+U和DFT+DMFT都提供了金属溶液，但只有混合计算才能得到绝缘溶液，如实验中所观察到的。这种绝缘行为被认为是源于电子电荷极化。我们的结论仍然有效，当我们调查的LaMnO $_3$ /SrTiO $_3$在实验设置的超晶格几何结构，使用DFT+U和混合计算。
2019-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure, magnetism and exchange integrals in transition metal oxides: role of the spin polarization of the functional in DFT+$U$ calculations
基于Hubbard- $U$修正的密度泛函理论（DFT+ $U$）是目前广泛应用的过渡金属氧化物（TMOs）第一性原理电子结构模拟方法之一。由于$U$是相对较大的带宽相比，在TMO的磁激发，预计将很好地描述了海森堡模型。然而，在实践中，计算的交换参数$J_{ij}$取决于从中提取它们的磁配置和用于计算它们的泛函。在这项工作中，我们调查如何自旋极化相关的底层交换相关功能的影响计算的磁交换常数的TMO。本文系统地研究了局域密度近似+$U$（LDA+ $U$）和局域自旋密度近似+$U$（LSDA+ $U$）对几种过渡金属氧化物材料铁磁（FM）和反铁磁（AFM）组态的电子结构、总能量和磁交换作用$J_{ij}$的计算预测。我们报告说，现实的选择Hubbard $U$和Hund的$J$参数，LSDA+ $U$和LDA+ $U$计算结果在不同的值的磁交换常数和带隙。LDA+ $U$中的带隙对磁位形的依赖性比LSDA+ $U$中的带隙对磁位形的依赖性更强，我们认为这是为什么发现$J_{ij}$的位形依赖性在LDA+ $U$中比在LSDA+ $U$计算中更明显的主要原因。我们报告了LDA+ $U$计算的总能量和参数化海森堡模型之间有很好的对应关系，但不是LSDA+ $U$，这表明LDA+ $U$是一个更合适的方法来估计交换相互作用。
2018-05-02 cond-mat.str-el physics.comp-ph
Electronic structure and exotic exchange splitting in spin-density-wave states of BaFe$_2$As$_2$
母体化合物的磁性通常与超导电性的微观机制密切相关。本文报道了对新发现的铁基超导体BaFe $_2$ As $_2$的电子结构的首次直接测量，为进一步的研究提供了基础。我们发现BaFe $_2$ As $_2$中的自旋密度波（SDW）的能量是通过能带结构的奇异交换劈裂而降低的，而不是通过费米表面的巡游电子嵌套。这清楚地表明，金属SDW状态可以单独由局部磁矩的相互作用引起，类似于铜酸盐母体化合物中的反铁磁序的性质。
2008-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electronic control and switching of entangled spin state using anisotropy and exchange in the three-particle paradigm
利用$S_i$（$i=1,2,3$）描述的三粒子自旋模型，研究了多自旋粒子量子比特与电子耦合后的纠缠自旋态的控制和切换.其中$S_1=\tfrac{1}{2}$是电子，$S_{2,3}$可以具有任意自旋，同时具有交换耦合和磁各向异性.我们导出了任意自旋$S_{2,3}$的开关共振存在的一般公式。我们进一步对比了$S_{2,3}=\tfrac{1}{2}$和$S_{2,3}=1$自旋模型的纠缠切换机制。我们发现，虽然现场磁各向异性的情况下，$S_{2,3}>\tfrac{1}{2}$允许通过与$S_1$相互作用完全控制其自旋状态，为了实现可接受的控制布洛赫矢量内的$S_{2,3}=\tfrac{1}{2}$模型，额外的机制，如各向异性交换耦合，是必需的。
2022-07-15 cond-mat.str-el quant-ph
Energy Exchange between Phononic and Electronic Subsystem Governing The Nonlinear Conduction in DCNQI$_2$Cu
本文对准一维导体DCNQI $_2$ Cu在75 K以下的非线性导电行为进行了动力学研究。我们可以准确地模拟的幅度和时间依赖性的测量电导率响应于大的电压脉冲占声子和电子子系统之间的能量交换的装置的一个ESTA模型。我们的模拟揭示了一个独特的非平衡人口的光学声子态的平均能量为E $_{ph}$ = 19 meV的激活能约$Δ$ E $_a$ = 39 meV的一半，在直流电阻率测量观察。通过非弹性散射，这种热的光学声子浴产生额外的携带电荷的激发，从而提供倍增效应，而传递到声学声子的能量通过热传导耗散出系统。因此，在高电场中，与声学声子模式相比，携带电荷的激发与光学声子的优选相互作用被认为是负责在DCNQI $_2$ Cu中观察到的非线性传导效应。
2015-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Adiabatic spin dynamics and effective exchange interactions from constrained tight-binding electronic structure theory: Beyond the Heisenberg regime
我们考虑在紧束缚描述的电子结构的绝热自旋动力学方法的实施。自旋自由度的绝热近似假设较快的电子自由度总是处于准平衡态，这与全电子动力学相比显著降低了数值复杂性。非共线磁结构通过约束场来稳定，这允许从约束场的负值直接获得有效磁场。虽然动力学被证明是保存能量，我们证明，绝热自旋动力学不保存的总自旋角动量时，允许改变的磁矩的长度，这是由数值模拟证实。此外，我们开发了一种方法来提取一个有效的双自旋交换相互作用的非共线态的能量曲率张量，我们计算在每个时间步的数值模拟。我们证明了这种有效的交换和限制，由于在强烈的非共线配置海森堡模型是有效的政权以外的多自旋相互作用的非共线的效果。的相关性的结果进行了讨论，相对于实验泵探测实验，遵循超快动力学的磁性。
2022-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Layer-resolved magnetic exchange interactions of surfaces of late 3d elements: effects of electronic correlations
我们提出的Fe，Co和Ni表面的磁性的从头计算研究结果。特别是，我们讨论了它们的电子结构和磁交换相互作用（Jij），通过结合密度泛函理论和动力学平均场论。所有研究的系统都有一个明显的倾向，铁磁性体和表面原子。窄带表面态的存在下，示出，以增强的磁矩以及交换耦合。最有趣的结果是获得的Fe表面的原子有一种倾向，相互反铁磁耦合。这种相互作用是相对较小的，相比层间铁磁相互作用，并强烈依赖于晶格参数。局部相关效应导致的光谱函数的整体形状的强烈变化。然而，他们似乎并没有发挥决定性的作用，在这里研究的磁耦合的全貌。我们还研究了关联对类体原子和表面原子的自旋和轨道矩的影响。我们发现，动力学的相关性一般会导致增强的值的轨道时刻。
2015-10-13 cond-mat.str-el physics.comp-ph
The Electronic Structure of CaCuO$_2$ From the B3LYP Hybrid Functional
用B3 LYP杂化密度泛函方法计算了无限层状化合物CaCuO $_2$的电子结构.在交换关联能中的Hartree-Fock交换的混合使与费米能交叉的能带分离，形成电荷转移型的反铁磁绝缘基态。通过精确交换完全消除自相互作用和优化的梯度校正相关能显着改善了理论结果。理论计算的能隙和磁矩与实验结果符合得很好。层内与层间磁耦合常数和晶格参数的比值也与实验符合得很好。从角分辨光电子能谱实验中观察到绝缘体Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$的电子结构的一些特征，这些特征在CaCuO $_2$的B3 LYP能带结构中得到了观察.
2002-12-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Competing electronic orders on a heavily doped honeycomb lattice with enhanced exchange coupling
受最近发现的相关绝缘和超导行为的扭曲双层石墨烯，我们重新审视石墨烯的蜂窝晶格掺杂接近范霍夫奇点，使用截断的单位泛函重整化群方法。我们考虑蜂窝晶格上的一个扩展的哈伯德模型，它包括在位和最近邻库仑排斥，以及最近邻铁磁交换和对跳跃相互作用。通过改变最近邻交换耦合和库仑排斥的强度作为自由参数，我们提出了丰富的基态相图，其中包含自旋三重态$f$波和自旋单重态手征$d$波超导相，公度和非公度自旋和电荷密度波相，和铁磁相。在没有交换耦合和最近邻排斥的情况下，在van Hove填充附近产生了四亚晶格自旋密度波相，而在离它稍远的地方出现了手征$d$波超导电性，令人惊讶的是，在我们的计算中，手征$d$波超导电性被弱的最近邻交换耦合强烈抑制.我们认为，这种抑制可能是掺杂石墨烯的手性超导性尚未被实验观察到的原因之一。
2021-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Density Functional Based Search for Half-Metallic Antiferromagnets
我们目前的结果基于本地自旋密度计算的计算搜索半金属（HM）反铁磁（AFM）材料的类内的双钙钛矿结构氧化物LaM的M“的O3，将开壳层3d（或4d）过渡金属离子M”，M“。研究了M 'M "= MnCo、CrFe、CrRu、CrNi、MnV和VCu对。La 2 VMnO 6是最有前途的候选者，HM AFM相比铁磁相更稳定0.17 eV/cell。La_2 VCuO_6是另一个有希望的可能性，但由于S=1/2离子的量子涨落，我在确定基态磁性和电子结构中起重要作用。这项研究表明，HM AFM材料不应该难以找到。
1997-09-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heisenberg and anisotropic exchange interactions in magnetic materials with correlated electronic structure and significant spin-orbit coupling
Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用以及对称各向异性交换是用于稳定拓扑非平凡磁性纹理的重要成分，例如，skyrmions，merons和hopfions。这些类型的纹理是目前的焦点，从基础科学的角度来看，他们也在未来的自旋电子信息技术的背景下进行了讨论。虽然海森伯交换相互作用的理论理解是发达的，它仍然是一个挑战，从第一原理理论，DM相互作用以及对称各向异性交换，这两者都需要一个完全相对论处理的电子结构，在磁性系统中，大量的电子-电子相关存在。在这里，我们提出了一个理论框架，允许计算这些相互作用在任何给定的系统，并证明其性能为几个选定的情况下，散装和低维系统的结果。我们讨论了几个典型的情况，包括体系统CoPt和FePt，B20化合物MnSi和FeGe以及低维过渡金属双层膜Co/Pt（111）和Mn/W（001）。在自旋极化$T$ -矩阵+涨落交换（SPTF）近似的水平上，利用动力学平均场论分析了电子-电子关联的影响，讨论了各向同性（Heisenberg）和各向异性（DM）相互作用的强度和性质与电子结构的关系.我们的方法可以与更先进的技术相结合，用于处理相关性，例如，动力学平均场论杂质解的量子蒙特卡罗和精确对角化方法。我们发现，DM相互作用的相关性引起的变化可以是相当显着的，在最独特的情况下，高达五倍的修改。
2021-05-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Modelling the electronic structure and magnetic properties of LiFeAs and FeSe using hybrid-exchange density functional theory
用杂化交换密度泛函理论研究了LiFeAs和FeSe的电子结构和磁性。计算了LiFeAs和FeSe中不同自旋态（包括非磁性和自旋2）的单胞总能量。自旋-2组态对于LiFeAs和FeSe都具有较低的能量。计算得到的LiFeAs和FeSe中最近（次最近）相邻Fe原子上的自旋之间的反铁磁交换相互作用分别约为14（17）meV和6（13）meV。比较了LiFeAs和FeSe的棋盘型和条纹型反铁磁有序的总能量，得出LiFeAs的棋盘型反铁磁有序较低，而FeSe的条纹型反铁磁有序较低.然而，由于次近邻的交换相互作用大于最近邻的交换相互作用，这意味着共线有序可能是基态。这些结果与以前的理论计算和实验结果一致。特别是对LiFeAs的计算表明，费米面处的导电d带和远低于费米面的d轨道磁性共存。本文的结果对研究铁基超导体的电子结构和磁性的实验工作者有一定的参考价值。
2013-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comparison between exact and semilocal exchange potentials: An all-electron study for solids
通过求解优化有效势（OEP）方程得到的精确交换势（ESX）与一组选定固体（C、Si、BN、MgO、Cu $_{2}$ O和NiO）的各种近似半局部交换势进行了比较。这是在线性化增广平面波方法的框架内完成的，该方法允许固体中电子结构问题的非常精确的全电子解决方案。为了评估半局域势近似EXX-OEP的能力，我们考虑了EXX总能量、电子结构、电场梯度和磁矩。还报道了一种尝试参数化的半局部交换潜力。
2015-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Combining semi-local exchange with dynamical mean-field theory: electronic structure and optical response of rare-earth sesquioxides
在稀土半导体中，宽配体$p$和稀土5 $d$带与局部的、部分填充的4 $f$壳层共存。同时描述扩展和本地化的状态是第一性原理理论的一个重大挑战。在这里，我们结合了{ \it从头算}动力学平均场论的方法，以强的本地相关性与微扰应用的半本地修改后的贝克-约翰逊交换势，以纠正半导体间隙。我们应用此方法计算了轻稀土倍半氧化物RE $_2$ O $_3$（RE= La，Ce，Pr和Nd）的电子结构和光学响应。我们的计算正确地捕捉到了RE $_2$ O $_3$中由于4个$f$态沿着系列和它们的多重态结构逐渐降低而引起的光学带隙的非平凡演化。发现2 $p$ $-$ 4 $f$杂化诱导发生在$p-d$带隙内的占据的4 $f$态的显著上移，从而减小光学带隙的大小。我们发现，观察到的Pr和Nd的sequioxides的光电导率的特征平台，其吸收边以上是位于$p-d$间隙内的4 $f$状态的指纹。
2021-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Screened hybrid functional applied to 3d^0-->3d^8 transition-metal perovskites LaMO3 (M=Sc-Cu): influence of the exchange mixing parameter on the structural, electronic and magnetic properties
我们评估的性能的海德-Scuseria-Ernzerhof（HSE）筛选的混合密度泛函计划适用于钙钛矿家族LaMO 3（M=Sc-Cu），并讨论了混合参数α（它决定了确切的Hartree-Fock交换的分数包括在密度泛函理论（DFT）交换相关功能）的结构，电子和磁性的作用。这类化合物的物理复杂性表现在电子性质（能带/Mott-Hubbard/电荷转移绝缘体和金属）、磁有序性、结构畸变（合作的Jahn-Teller类不稳定性）以及与t_2g和e_g轨道逐渐填充相关的定域/离域效应之间的强烈竞争，这象征着理论的关键和挑战性。我们的研究结果表明，HSE是能够提供一个一致的图片整个LaMO 3系列遇到的复杂的物理场景，并显着提高标准DFT描述。唯一的例外是相关的顺磁性金属LaNiO 3和LaCuO 3，这被认为是更好的DFT内处理。通过拟合基态性质与α的关系，我们构造了一组从LaScO_3到LaCuO_3的α的“最佳”值：发现“最佳”混合参数随着d流形填充的增加而减小（LaScO 3：0.25; LaTiO 3和LaVO 3：0.10-0.15; LaCrO 3、LaMnO 3和LaFeO 3：0.15; LaCoO 3：0.05; LaNiO 3和LaCuO 3：0）。这种趋势可以很好地与整个LaMO 3系列的屏蔽和介电性能的调制相关，从而为经验拟合过程提供了物理依据。
2012-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-body electronic structure, self-doped double-exchange, and Hund metallicity in 1T-CrTe2 bulk and monolayer
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
研究揭示 1T-CrTe2 为自掺杂双交换铁磁体，具有显著的 Hund 金属性，通过分析其多体电子结构，发现 Cr-d 轨道的 itinerant eg 电子与 localized t2g 时刻共存，Hund 耦合驱动双交换铁磁性，为高 Tc 铁磁性提供新视角。
2026-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effective Exchange Interactions for Bad Metals and Implications for Iron-based Superconductors
实验观察到的坏金属的行为在母体铁磷属元素化物和硫属元素化物表明，这些系统包含很强的电子相关性，并在金属到绝缘体的过渡的边缘。在这种坏金属制度的磁激发主要来自非相干的电子光谱远离费米能量的一部分。我们提出了一个微观研究的交换相互作用，在这样一个制度内从转子的方法。我们发现，交换相互作用是最大化附近的莫特转变。概括的多轨道的情况下进行了讨论，是在铁基超导体的超导配对振幅的强度的影响。
2019-12-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Copula approach to exchange-correlation hole in many-electron systems with strong correlations
本文提出用概率统计中的Copula函数从电子密度估计交换-关联空穴，为强关联电子结构计算提供新思路。
2022-10-26 cond-mat.str-el physics.chem-ph
Effects of Fe substitution on the electronic, transport, and magnetic properties of ZnGa$_2$O$_4$: A systematic ab-initio study
采用密度泛函方法研究了Fe掺杂到宽禁带尖晶石ZnGa $_2$ O $_4$的四面体和八面体阳离子位的结构.我们计算了不同的取代的电子结构，并讨论了考虑不同近似的交换相关势的每种情况下的磁性和输运性质。我们表明，对于某些掺杂的情况下，获得的预测行为的显着差异取决于所采用的交换相关电位。概述了掺杂系统作为磁性半导体的可能应用。
2006-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Variational formulation of dynamical electronic response functions in presence of nonlocal exchange interactions
本文针对含非局域交换的电子响应理论，提出 screen-screen 变分表述及广义 Fermi 黄金规则形式，并通过石墨烯 BSE 光电导率计算验证其收敛与稳健性优势。
2025-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Electronic and optical properties of Cr and Cr-N doped anatase TiO2 from screened Coulomb hybrid calculations
采用混合密度泛函理论计算方法研究了Cr和N共掺杂的TiO 2的电子结构和原子结构。非定域屏蔽Hartree-Fock交换能与传统的半定域交换能部分混合。这不仅治愈了带隙低估，而且改善了阴离子/阳离子驱动的杂质状态和掺杂剂的磁化的描述。Cr和/或N掺杂改变了TiO 2的价带和导带边缘，导致显著的带隙减小。因此，Cr、N和Cr-N掺杂的TiO 2有望用于增强的光活性。
2013-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange energy of the ferromagnetic electronic ground-state in a monolayer semiconductor
本研究通过低电子密度栅控MoS₂的光学实验，结合涵盖注入、态形成等过程的模型验证了其低温铁磁态的完全自旋极化，测出交换能与谷间库仑交换能的数值及后者与电子密度的强相关性。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning the magnetic exchange via a control of orbital hybridization in Cr2(Te1-xWx)O6
本文报道了Cr_2（Te_（1-x）W_x）O_6体系的复杂磁相图和电子结构。虽然具有不同x值的化合物具有相同的晶体结构，但它们在低于和高于xc = 0.7时显示出不同的磁性结构，其中转变温度TN和亚晶格磁化强度（Ms）都达到最小值。与许多已知的情况下，磁相互作用的控制或者通过注入的载流子或通过化学掺杂诱导的结构畸变，在本例中，它是通过调整的Cr 3d和O 2 p轨道之间的轨道杂化通过W 5d状态。这一结果得到了从头计算电子结构的支持。通过这个概念，我们介绍了一种新的方法来调整磁性和电子性能通过化学掺杂。
2014-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
