$\textit{Ab initio}$ prediction of a two-dimensional variant of the iridate IrO$_2$
我们提出了一个绝缘的二维相位的IrO $_{2}$，预测$\textit{ab initio}$进化算法。预测的相是范德华晶体，其中Ir形成三角形晶格，并且与实验观察到的亚稳尖晶石相在能量上具有竞争力。电子结构的计算表明，该相的磁性是非常不平凡的，具有几乎完美的简并度120 $^{\circ}$ $\textit{Neel}$和$Y$ -条纹订单，和异常软的磁矩。由此产生的行为，我们称之为$\textit{easy plane anisotropy}$，是完全不同的，从以前探索Kitaev蜂窝晶格实现。因此，我们的研究结果表明，IrO $_{2}$可能是一个理想的候选人，以实现高度不寻常的磁性。
2019-12-19 cond-mat.str-el
Calculation of the biquadratic spin interactions based on the spin cluster expansion for \textit{ab initio} tight-binding models
本文提出了一种基于自洽紧束缚模型的双二次自旋相互作用计算方法，通过自旋簇展开与DLM方法相结合，验证了其在多种磁性系统中的有效性。
2025-11-20 cond-mat.str-el
Origin of the glass-like dynamics in molecular metals $\pmbκ$-(BEDT-TTF)$_{\textbf{2}}$X: implications from fluctuation spectroscopy and $\pmb{\textit{ab initio}}$ calculations
用电阻噪声谱研究了不同有机电荷转移盐$κ$ -（BEDT-TTF）$_2$ X与聚合阴离子X的低频动力学行为。我们的目的是研究BEDT-TTF分子末端乙烯基的构象自由度引起的结构玻璃样转变。虽然对电子基态性质的研究至关重要，但玻璃态动力学的现象学却很少被研究，它的起源也不清楚。我们系统的研究波动光谱的各种不同的化合物揭示了一个普遍的，明显的最大值的电阻噪声功率谱密度相关的玻璃化转变。该过程的能量尺度可以用热力学和NMR测量确定的玻璃状乙烯端基结构动力学的活化能来确定。对于这一类的“塑料晶体”的第一次，我们报告了一个典型的玻璃性质的弛豫时间，即Vogel-Fulcher-Tammann法，并能够确定玻璃系统的脆弱程度。支持$\textit{ab initio}$计算提供了一个简单的两级模型，在不同的系统中的玻璃态动力学的起源和现象学的解释，其中相关的能量尺度是由乙烯端基的阴离子的耦合。
2015-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
$\textit{Ab Initio}$ Mismatched Interface Theory of Graphene on $α$-RuCl$_3$: Doping and Magnetism
扭曲和晶格失配双层膜的最新发展揭示了范德华系统的丰富相空间，并产生了兴奋。在这些系统中，异质双分子层可以提供新的机会来控制具有强平面内相关性的范德华系统，例如自旋轨道辅助的莫特绝缘体$α$ $_3$。然而，一个理论上的$\textit{ab initio}$框架的失配异质双层甚至没有近似的周期性是非常缺乏的。我们提出了一种计算这类体系电子性质的通用策略--失配界面理论（MINT），并将其应用于石墨烯/ $α$ -RuCl $_{3}$（GR/ $α$ -RuCl $_{3}$）异质结构。使用MINT，我们预测了从石墨烯到$α$的4.77 $\%$的均匀掺杂以及$α$ $_3$中的磁相互作用以使系统向Kitaev点移动.因此，我们证明MNT可以指导所需模型系统的目标实现，并讨论了最近关于GR/ $α$ $_{3}$异质结构的实验。
2020-03-12 cond-mat.str-el
$\textit{Ab initio}$ four-band Wannier tight-binding model for generic twisted graphene systems
新出现的扭曲石墨烯体系如扭曲双层石墨烯（TBG）、扭曲双层石墨烯（TDBG）和扭曲三层石墨烯（TTG）引起了广泛的理论关注。因此，建立一个简单、准确的系统模型对于进一步的研究具有重要意义。在这里，我们构造了一般小扭曲角扭曲石墨烯系统的自适应局域Wannier函数和相应的$\textit{ab initio}$最小两谷四带有效紧束缚模型.这种双谷模型避免了单谷模型中脆弱拓扑所造成的Wannier障碍。引入实空间谷算子来明确描述谷$U_{v}\left(1\right)$对称性。每个Wannier轨道都呈现出一种特殊的三峰形式，其最大值位于AA点，中心位于AB或BA点。给出了一个扩展的哈伯德模型，并给出了有关参数的显式表达式。我们提供了一种方法来系统地建立通用扭曲石墨烯系统的Wannier紧束缚模型。我们的模型为进一步研究这些系统中的多体效应提供了坚实的基础。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Capturing spin fluctuations in CaCuO$_2$: $\textit{Ab initio}$ QMC calculations with multi-determinant wave functions
本文用含多行列式、非均匀 Jastrow 因子和轨道优化的 ab initio QMC 方法计算未掺杂 CaCuO$_2$，显著降低基态能量并首次捕捉铜氧化物中的自旋涨落。
2024-09-07 cond-mat.str-el
\textit{Ab Initio} Path Integral Monte Carlo Results for the Dynamic Structure Factor of Correlated Electrons: From the Electron Liquid to Warm Dense Matter
在极端密度和温度下对电子的准确描述是至关重要的，例如，对天体物理学对象和惯性约束聚变的理解。在这种情况下，动态结构因子$S(\mathbf{q},ω)$构成了一个关键的量，因为它是直接测量的X射线汤姆逊（XRTS）散射实验和管理输运性质，如动态电导率。在这项工作中，我们提出了第一\textit{ab initio}结果$S(\mathbf{q},ω)$进行广泛的路径积分蒙特卡罗模拟和开发一种新的方法所需的解析延拓，这是基于随机抽样的动态局部场校正$G(\mathbf{q},ω)$。此外，我们发现，所谓的静态近似构成了一个很有前途的机会，以获得高质量的数据$S(\mathbf{q},ω)$在相当大的部分温暖的致密物质制度。
2018-10-30 cond-mat.str-el physics.plasm-ph
\textit{Ab Initio} results for the Static Structure Factor of the Warm Dense Electron Gas
有限温度下的均匀电子气是当前研究热稠密物质的热点。量子简并和库仑耦合效应的复杂相互作用完全包含在对分布函数中，或者等价地，静态结构因子中。通过结合精确的量子Monte Carlo结果的长波矢量的长期行为从Singwi-Tosi-Land-Sjölander近似，我们能够获得高精度的数据的静态结构因子在整个$k$范围。这使我们能够衡量以前的近似的准确性，并讨论各自的缺点。此外，我们的新数据将为其他量的计算提供有价值的输入。
2017-09-07 cond-mat.str-el physics.plasm-ph
$\textit{Ab initio}$ downfolding based on the GW approximation for infinite-layer nickelates
基于GW近似（GWA）得到的能带结构，我们推导了无限层镍酸盐的有效三轨道模型，其中考虑了形成$σ$键的Ni 3 $d_{x^2-y^2}$和O2 $p$轨道.在GWA中，局域密度近似（LDA）的自能修正增加了Ni $3d_{x^2-y^2}$和O $2p$之间的能量差，这降低了反键3 $d_{x^2-y^2}$轨道的带宽。Ni $3d_{x^2-y^2}$在费米能级附近的隔离抑制了屏蔽效应。因此，相关性效应变得比基于LDA的向下折叠构造的模型中的相关性效应更显著。此外，Mott-Hubbard型字符是增强的GWA为基础的有效模型，因为电荷转移能量的增加更迅速地相比，在相互作用参数的增加。
2022-02-08 cond-mat.str-el
Ab Initio Quantum Monte Carlo Simulations of the Uniform Electron Gas without Fixed Nodes II: Unpolarized Case
在最近的一次出版物[S。Groth \textit{et al.}，PRB（2016）]，我们已经证明了两种新的互补量子蒙特卡罗方法的组合，即配置路径积分蒙特卡罗（CPIMC）[T. Schoof \textit{et al.}，PRL \textbf{115}，130402（2015）]和置换阻塞路径积分蒙特卡罗（PB-PIMC）[T. Dornheim \textit{et al.}，NJP \textbf{17}，073017（2015）]，允许在没有固定节点近似的情况下在宽的温度和密度范围内精确计算自旋极化均匀电子气（UEG）的热力学性质。在目前的工作中，我们将这个概念扩展到非极化的情况下，这需要我们详细描述的非平凡的增强。我们比较了我们的新模拟结果与最近的限制路径积分蒙特卡罗数据[E.棕色\textit{et al} .，PRL \textbf{110}，146405（2013）]，并发现，对于交换相关能，总体上比自旋极化的情况更好的一致性，而单独的动力学和势贡献基本上偏离。
2016-01-19 cond-mat.str-el
Accurate bare susceptibilities from full-potential $\textit{ab initio}$ calculations
电子极化率是研究材料的电磁性质的一个非常流行的工具，无论是在实验上还是在理论上。不幸的是，即使是裸磁化率的数值评估，这取决于计算矩阵元素和总和的能带，是非常密集的工作，因此，各种近似已被引入，以加快计算。我们提出了一个可靠和有效的实现计算静态以及动态裸磁化率的全势密度泛函理论（DFT）计算的基础上。基于确切的结果，我们将评估用常数替换矩阵元素的准确性以及截断能带上的总和的影响。结果将给出代表性和主题材料，如铬，一个经典的过渡金属，以及FeSe和LaFeAsO，铁基超导体的例子。
2014-09-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct calculation of the Entanglement Spectrum in Quantum Monte Carlo with application to \textit{ab initio} Hamiltonians
从高阶Renyi熵计算空间纠缠谱的算法已经被提出。在这项工作中，我们提出了一种替代的方法来计算纠缠谱与量子蒙特卡罗连续和晶格哈密顿。这种方法提供了直接访问的矩阵元素的空间减少的密度矩阵，我们确定了一个估计，可用于变分Monte Carlo以及其他Monte Carlo方法。该算法基于使用Swap算子的一般化，其可以被扩展以计算一般类的密度矩阵，其可以包括自旋、空间、粒子和甚至动量坐标的组合。我们通过将其应用于氢和氮分子来演示该方法，并首次描述空间纠缠谱如何编码包括所有多体相关性的共价键。
2014-02-03 cond-mat.str-el quant-ph
Ab Initio Finite Temperature Auxiliary Field Quantum Monte Carlo
本文提出了一种\textit{ab initio}辅助场量子Monte Carlo方法，用于研究有限温度下分子、固体和模型哈密顿量的电子结构。该算法结合了\textit{ab initio}无相辅助场量子蒙特卡罗算法，该算法已知产生具有有限温度变量的分子和固体的高精度基态能量，该有限温度变量长期被凝聚态物理学家用于研究模型哈密顿相图，以产生无相的\textit{ab initio}有限温度方法。我们表明，该方法产生的内能在很宽的温度范围内的H $_{2}$ O（STO-3G），C $_{2}$（STO-6 G），一维氢链（STO-6 G），和多轨道哈伯德模型的精确对角化结果的化学精度。我们的方法有效地控制相位问题，通过重要性采样，\textit{often even without invoking the phaseless approximation}，下降到温度的系统研究接近其基态，因此可以被视为在宽的温度范围内的准确。这种技术体现了一个通用的工具，用于研究有限温度相图的过多的系统，其属性不能单独捕获的哈伯德U项。此外，我们的研究结果表明，模型哈密顿相位问题的严重性远远超过许多分子在所有的温度下研究。
2018-08-14 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
$\textit{Ab initio}$ Materials Design of Superconductivity in $d^9$ Nickelates
本研究受超导$d^9$镍酸盐理论设计启发，用动力学顶点近似计算两类镍酸盐相图，发现其与铜基超导体特征一致，证实电子关联的核心作用及阻隔层的调控价值。
2022-04-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ground state properties of $\mathrm{Na_2IrO_3}$ determined from $\textit{ab initio}$ Hamiltonian and its extensions containing Kitaev and extended Heisenberg interactions
我们研究了$\mathrm{Na_2IrO_3}$的基态性质，并基于最近提出的{ \it ab initio}哈密顿量的Kitaev和扩展的Heisenberg相互作用的数值计算。为了克服在先前的研究中采用的精确对角化研究中由小的易处理的系统尺寸造成的限制（Yamaji $\textit{et al.}$，Phys. Rev. Lett. $\textbf{113}$，107201（2014）），我们应用二维密度矩阵重归一化群和无限大小张量网络方法。通过计算在更大的系统规模，我们严格测试的准确对角化结果的有效性。计算结果表明，$\mathrm{Na_2IrO_3}$的基态是一个Z字形结构的磁有序态，与实验观测和以前的对角化研究结果一致.除了精确对角化的研究，这两个独立的方法的应用进一步揭示了一致的和丰富的相图附近的锯齿相超出了精确对角化的可访问性。例如，在远离由三角畸变控制的$\mathrm{Na_2IrO_3}$的$\textit{ab initio}$值的参数空间中，我们发现三个相：（i）有序相，其磁矩在每三个六边形上以$120$度取向相互对准，（ii）磁有序相，其具有$16$ -位点单位晶胞，以及（iii）有序相，其磁矩具有推测的不相称的周期性。这表明，潜在的丰富的磁性结构可能会出现在$A_\mathrm{2}\mathrm{IrO_3}$化合物的$A$以外的钠。本研究结果也…
2016-11-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
$\textit{Ab initio}$ dynamical mean-field theory with natural orbitals renormalization group impurity solver: Formalism and applications
本文提出集成自然轨道重整化群与量子蒙特卡洛求解器的从头计算工具包Zen，结合DFT+DMFT准确描述强关联材料电子结构，并在SrVO3、La3Ni2O7和MnO中验证其有效性。
2024-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.comp-ph
$\textit{Ab initio}$ derivation of effective Hamiltonian for La$_{2}$CuO$_{4}$/La$_{1.55}$Sr$_{0.45}$CuO$_{4}$ heterostructure
通过对传统的关联电子多尺度$\textit{ab initio}$方案（MACE）的扩展，提出了一种推导非周期系统（如强关联电子界面系统）有效低能哈密顿量的方法.我们应用的形式主义的氧化铜高$T_{\rm c}$超导体之间的界面过掺杂的La $_{2-x}$ Sr $_{x}$ CuO $_{4}$和莫特绝缘La $_{2}$ CuO $_{4}$最近实验实现的一个例子。我们发现，$E_g$的哈密顿量的参数来自La $_{2}$ CuO $_{4}$ /La $_{1.55}$ Sr $_{0.45}$ CuO $_{4}$超晶格有很大的不同，从那些散装La $_{2}$ CuO $_{4}$，特别是显着的部分屏蔽库仑参数和水平之间的偏移量的$d_{x^{2}-y^{2}}$和$d_{z^{2}}$轨道，$ΔE$。此外，我们研究的$E_g$哈密顿量的晶格弛豫的效果，通过仔细比较的参数之前和之后的结构优化。我们发现，CuO $_{6}$八面体扭曲后的放松作为结果的绝缘体和金属侧之间的马德隆电位差，通过该层的跳跃和库仑参数的依赖性变得比未放松的情况下更平缓。此外，结构弛豫显着改变$ΔE$值和占领数在界面处。这项研究不仅证明了界面周围的离子弛豫的重要性，而且还提供了一组层相关的参数的$E_g$哈密顿量，这是预计将提供进一步深入了解界面的超导性时，解决了低能量求解器。
2019-02-13 cond-mat.str-el
$\textit{PY-BerryAHC}$: An $\textit{ab-initio}$ python 3 code to calculate Berry Curvature dependent Anomalous Hall Conductivity in any material
本文提出基于WIEN2k输出的Python 3代码PY-BerryAHC，通过第一性原理直接计算贝里曲率和反常霍尔电导率，并在Fe、Fe3Ge和Co2FeAl上验证了其准确性与高效性。
2025-05-06 cond-mat.str-el
Finite-size effects in the reconstruction of dynamic properties from ab initio path integral Monte-Carlo simulations
本文系统地研究了均匀电子气动力学结构因子$S(q,ω)$的有限尺寸效应，该结构因子是通过解析延拓\textit{ab initio}路径积分Monte-Carlo（PIMC）数据得到的，它是时间密度-密度关联函数$F(q,τ)$的解析延拓。使用Dornheim \textit{et al.} ~[PRL \textbf{121}，255001（2018）]的最新方案，我们发现在温暖的致密物质（WDM）条件下和强关联电子液体区域的边缘，重建的光谱不受任何有限尺寸效应的影响。我们的研究结果进一步证实了我们目前描述的相关电子的动态密度响应的高质量，这是非常重要的WDM理论和超越的许多应用。
2020-10-19 cond-mat.str-el physics.plasm-ph
$\textit{Ab initio}$ study of highly tunable charge transfer in $β$-RuCl$_3$/graphene heterostructures
该研究通过第一性原理计算揭示 β-RuCl$_3$/石墨烯异质结构中受层间距、应变和磁化调控的电荷转移机制，并指出其在锐利界面结器件中的潜力。
2024-06-11 cond-mat.str-el
$\textit{Ab initio}$ description of magnetic properties of spin-glass pyrochlore NaSrMn$_{2}$F$_{7}$
本研究针对自旋玻璃烧绿石NaSrMn₂F₇，通过DFT+$U$+SOC框架推导自旋哈密顿量，结合蒙特卡洛模拟明确其磁性质由最近邻海森堡交换作用主导，得到2.6 K的相变温度，为自旋玻璃电子关联研究提供候选体系。
2023-05-06 cond-mat.str-el
Charge Order Driven Multiferroic Behaviour in Sr$_4$Fe$_6$O$_{12}$: An $\textit{Ab-initio}$ Study
本文通过从头算研究揭示Sr$_4$Fe$_6$O$_{12}$中四面体Fe层电荷有序驱动高温四方相到低温正交相的相变，产生比离子极化大3.5倍且方向相反的电子极化，净极化达0.05 C/m$^2$，并发现磁有序调控极化方向，表明其具有强磁电耦合的多铁性潜力。
2025-02-04 cond-mat.str-el
An ab-initio calculation of magnetic resonant x-ray scattering spectra in NiO
采用基于密度泛函理论的\textit{ab-initio}能带结构计算方法，研究了反铁磁NiO中Ni的$K$边附近的磁共振X射线散射谱.通过考虑轨道极化通过自旋-轨道相互作用，我们重现实验获得的光谱，从而证明了有用的\textit{ab-initio}计算。结果表明，主边峰是$4p$态轨道极化的直接反映，主要来自于偶极（$1s \to 4p$）跃迁.阐明了$4p$轨道极化主要是由自旋轨道相互作用引起的$4p$态的自旋极化引起的。在相邻的Ni位点的3d轨道极化通过$p$ - $d$混合对$4p$轨道极化仅产生很小的贡献。研究还表明，主要来自四极（$1s \to 3d$）跃迁的边前峰是未占据3d态轨道极化的直接反映.结果表明，由于非共振贡献的干扰，出现了Fano型的反共振凹陷，与实验结果一致。
2003-11-05 cond-mat.str-el
Permutation Blocking Path Integral Monte Carlo approach to the Static Density Response of the Warm Dense Electron Gas
均匀电子气的静态密度响应对于许多应用是至关重要的。在这里，我们采用最近开发的\textit{ab initio}置换阻塞路径积分蒙特卡罗（PB-PIMC）技术[T.~ Dornheim \textit{et al.}，\textit{New J.~Phys.} ~ \textbf{17}，073017（2015）]，以在温暖的致密物质条件下进行谐波扰动电子气的广泛模拟。特别是，我们详细调查的线性响应理论的有效性，并证明PB-PIMC允许获得高度准确的结果的静态密度响应函数，因此，静态局部场校正。我们的新\textit{ab initio}数据与介电近似的比较揭示了需要精确处理相关性。最后，我们考虑了多重扰动的叠加，并讨论了静态响应函数的计算的影响。
2017-06-01 cond-mat.str-el
$\textit{Ab initio}$ calculation of the calorimetric electron capture spectrum of $^{163}$Holmium: Intra-atomic decay into bound-states
通过$^{163}$ Ho中的电子俘获来确定电子中微子质量依赖于对电子俘获事件后核心空穴去激发的精确理解。我们在这里提出了一个\textit{ab intio}计算的电子捕获光谱在$^{163}$ Ho，包括所有的原子内衰变到束缚态的通道。我们使用的相关电子化合物的核心水平光谱计算的理论方法。我们的比较批判性地检验了这些理论的现实性。我们发现狄拉克方程之外的相对论相互作用，即量子电动力学，只会导致光谱峰的微小位移。由于改变的核势，电子捕获事件后的电子弛豫导致不同边缘的混合，但由于每个散射电子的角动量守恒，没有额外的结构出现。多体库仑相互作用导致多重态的形成，并由于俄歇衰变而导致具有多个芯孔的附加峰。多重态决定性地改变了里德堡能量标度上共振的外观。由于俄歇衰变的额外结构虽然清晰可见，但与单芯空穴态相比相对较弱，并且意外地远离光谱的终点区域。由于中微子质量对光谱的终点影响最大，这些附加态不影响直接确定中微子质量的统计。多重峰加宽和俄歇振荡的主要核心水平的边缘改变了表观线宽和伴随的寿命，这些边缘，从而使实验获得的寿命在远离共振的区域的共振。
2018-05-18 cond-mat.str-el nucl-th physics.atom-ph
