DMFTwDFT: An open-source code combining Dynamical Mean Field Theory with various Density Functional Theory packages
动力学平均场论(DMFT)是计算强关联物质电子结构的一种成功方法,特别是当它与密度泛函理论(DFT)结合时,更是如此。在这里,我们提出了一个开源的计算包(和库)结合DMFT与各种DFT代码通过Wannier90包接口。相关子空间被扩展为在DMFT方法中作为局部轨道引入的Wannier函数的线性组合。特别地,我们提供了一种计算DMFT密度矩阵的库模式。这个库可以链接,然后从任何DFT软件包内部调用,假设一组定域轨道可以在相关子空间中生成。该库的存在允许其他DFT代码的开发人员与我们的软件包接口,并在DFT+DMFT循环内实现电荷自一致性。为了测试和检查我们的实现,我们计算了已知相关材料的态密度和能带结构,即LaNiO 3,SrVO 3和NiO。所得到的结果进行比较,从其他DFT+DMFT实现。
2020-01-31 cond-mat.str-el
Total energy calculations using DFT+DMFT: computing the pressure phase diagram of the rare earth nickelates
一个完整的实施$ab$ $initio$密度泛函加动力学平均场论(DFT+DMFT)形式主义进行总能量计算和结构弛豫的建议和实施。该方法适用于稀土镍酸盐钙钛矿的结构和金属-绝缘体转变作为稀土离子,压力和温度的函数。与以往的DFT和DFT+ $U$理论相比,本方法解释了实验观察到的$La$ NiO $_3$的结构和其他钙钛矿的绝缘性质,定量地再现了压力和稀土元素平面上的金属-绝缘体和结构相图。相变的热力学的温度依赖性表明,热转变是由声子熵效应驱动的。
2014-09-15 cond-mat.str-el
Free energy from stationary implementation of the DFT+DMFT functional
全电子密度泛函加动力学平均场论(DFT+DMFT)的形式主义进行自由能计算和结构弛豫的固定功能是第一次实施。这里,密度中的一阶误差导致自由能中的小得多的二阶误差。该方法适用于几个众所周知的相关材料,金属SrVO $_3$,莫特绝缘FeO,元素铈,表明它预测的晶格常数具有非常高的精度。在铈,我们表明,我们的方法预测之间的同构过渡的$α$和$γ$阶段,并解决了长期存在的争议,这种转变的驱动机制。
2015-01-27 cond-mat.str-el
Studying the occupied and unoccupied electronic structure of LaCoO$_{3}$ by using DFT+embedded DMFT method with the calculated value of $\textit{U}$
本文采用DFT、DFT+ $\textit{U}$和DFT+embedded DMFT方法对LaCoO $_{3}$化合物的电子占据态和电子未占据态进行了系统的研究。这里使用的$\textit{U}$的值通过使用约束DFT方法来评估,并且发现为$ \backsim $ 6.9 eV。结果表明,尽管密度泛函理论的DOS分布与实验数据吻合较好,但由于密度泛函理论不能产生硬能隙,因此其结果对PDOS峰的能量位置有一定的限制。$\textit{U}$的计算值不是进行DFT+ $\textit{U}$计算的合适值,因为它产生了$ \backsim $ 1.8 eV的绝缘带隙,并限制了DOS的再分布,这主要与占据态的实验光谱行为不一致。然而,发现该$\textit{U}$值对于DFT+嵌入式DMFT方法是合适的,其产生$\backsim $ 1.1 eV的间隙。计算的Co 3 $\textit{d}$,La 5 $\textit{d}$,La 4 $\textit{f}$和O2 $\textit{p}$态的PDOS对$\backsim $-9.0 eV到$\backsim $ 12.0 eV能量范围内的实验光谱的占据态和未占据态给出了非常好的解释.
2017-11-10 cond-mat.str-el
The nature of Itinerant Ferromagnetism of SrRuO3 : A DFT+DMFT Study
采用密度泛函理论和动力学平均场论(DFT+DMFT)相结合的方法,研究了巡游铁磁体SrRuO 3的电子结构和磁性随温度的演化.包含有限的动力学相关效应超出DFT以及描述不仅在光电子实验中观察到的非相干驼峰结构,但也根据实验T依赖的磁性。我们已经表明,SrRuO3的磁化演变与Stoner行为低于居里温度(Tc),反映了弱巡回铁磁行为,但局部剩余磁矩持续甚至高于Tc,表明局部磁矩行为。我们认为,SrRuO_3的铁磁性具有弱磁矩极限和局域磁矩极限的双重性质,尽管SrRuO_3的磁性比Fe的磁性更巡游。
2015-02-23 cond-mat.str-el
Wavefunctions, electronic localization and bonding properties for correlated materials beyond the Kohn-Sham formalism
多体理论,如动力学平均场论(DMFT),使电子交换相关相互作用的描述是在当前的密度泛函理论(DFT)计算中丢失。然而,这些理论中的波函数相对较少。介绍了Elk-TRIQS接口的实现方法,以及如何用DMFT(DFT+DMFT)波函数计算DFT,该接口可用于计算DFT+DMFT波函数相关量。我们通过计算单层SrVO $_3$和CaFe $_2$ As $_2$中的电子局域函数(ELF)来说明这一点,这提供了一种可视化它们的化学键的方法。单层SrVO $_3$ ELF对DFT、单次DFT+DMFT和完全电荷自洽DFT+DMFT计算之间的电荷重新分布敏感。在四重态和坍缩的四重态CaFe $_2$ As $_2$中,电子能级随As-p和Fe-d杂化态的电荷重分布的变化很小.尽管如此,层间的As-As键在崩溃的四元结构是强大的费米能级和周围的变化。
2021-01-18 cond-mat.str-el
DFT+DMFT calculations of the complex band and tunneling behavior for the transition metal monoxides MnO, FeO, CoO and NiO
我们报告复杂的能带结构(CBS)计算四个后过渡金属一氧化物,MnO,FeO,CoO和NiO,在其顺磁相。CBS是根据密度泛函理论加上动力学平均场场论(DMFT)计算获得的,以考虑相关效应。所谓的$β$参数,这些氧化物的非共振隧穿制度中的传输概率的指数衰减,从CBS提取。在计算的DMFT部分中检查不同的模型构造。计算得到的$β$参数为倏逝通道中的衰减长度提供了理论估计,这将有助于这些材料的隧道结应用。
2019-02-28 cond-mat.str-el
DFT, L(S)DA, LDA+U, LDA+DMFT..., whether we do approach to a proper description of optical response for strongly correlated systems?
我提出了一个关键的概述,所谓的“{ \it ab initio}”DFT(密度泛函理论)为基础的计算方案的描述的电子结构,能谱,和光学响应强相关的3 $d$氧化物,特别是晶体场和电荷转移跃迁相比,一个“老”的集群模型,概括晶体场和配体场论。作为一个最有指导意义的说明,众多的计算技术的有效性,我解决的原型3 $d$绝缘体NiO预测是一种金属在一个标准的LDA(局部密度近似)带理论的框架。
2023-01-27 cond-mat.str-el
Nature of the magnetic moment of cobalt in ordered FeCo alloy
根据组成磁矩的巡回或局部性质,磁体通常被分类为Stoner和Heisenberg类型。在这项工作中,我们从理论上研究的磁矩的铁和钴在其B2有序合金的行为。基于密度泛函理论(DFT)的局域自旋密度近似(LSDA)的结果表明,Co的磁矩强烈依赖于周围磁矩的方向,这通常表明了Stoner型的磁性机制.这与顺磁状态的无序局部磁矩(DLM)图像一致,其中钴的磁矩得到基本上抑制。我们认为,这是由于缺乏强的现场电子相关性,我们考虑到采用DFT和动态平均场论(DMFT)的组合。在LDA+DMFT中,我们发现了Fe- $3d$轨道的准粒子质量重整化和非费米液体行为.所得的光谱函数是在非常好的协议与测量的自旋分辨光电发射光谱。我们的研究结果表明,当地的相关性发挥了至关重要的作用,稳定一个强大的本地时刻在钴在高温下的磁秩序的情况下。
2020-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Itinerant magnetism of chromium under pressure: a DFT+DMFT study
采用密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法研究了巡游反铁磁体铬的电子和磁性。我们发现,在铬的电子相关效应,在周期表中的邻居相比,是弱的,导致准粒子质量增强因子${m^*/m \approx 1.2}$。我们对局域自旋-自旋关联函数和原子组态重量分布的研究结果表明,局域磁矩没有形成。类似于以前的结果,在环境压力下的DFT,非均匀磁化率作为动量的函数具有接近波矢量${{\mathbf Q}_{\rm H}=(0,0,2π/a)}$($a$是晶格常数)尖锐的最大值,对应于Kohn异常。我们发现,这些最大值被保存的相互作用,并没有被破坏的压力。我们的计算定性地捕捉到了Néel温度随压力的降低以及在$\sim$ 9 GPa压力下巡游反铁磁性的崩溃,与实验数据一致,尽管由于DMFT的平均场性质,Néel温度被显著高估。
2021-07-09 cond-mat.str-el
Exploring the suitable theoretical approach for understanding the electronic and magnetic properties of $α$-Iron
为了更好地描述铁磁体系的光谱性质,我们采用密度泛函方法(DFT)和各种超密度泛函方法(DFT+ $U$,$G_0W_0$,DFT+DMFT)对铁磁体系的电子结构进行了比较研究. $U$($W$)的计算值为$\sim$ 5.4($\sim$ 0.8)eV。所有方法的计算光谱与实验光谱(ES)峰的位置提供了良好的协议。但是,只有在正确估计非相干态的情况下,才能从DFT+DMFT中找到合适的线形,这取决于$J$和局域库仑相互作用的形式。用DFT+DMFT估算的约化磁化强度随约化温度的变化与实验结果吻合较好。本文还对铁的顺磁电子结构进行了探讨。这项工作表明,即使是简单的相关磁性金属,我们需要DFT+DMFT方法来重现ES与高精度。
2020-12-30 cond-mat.str-el
DFT+DMFT study of oxygen vacancies in a Mott Insulator
氧空位是复合氧化物中过量电子的常见来源。在莫特绝缘体中,这些额外的电子可以诱导金属-绝缘体转变(MIT),从根本上改变系统的电子性质。在这里,我们研究了氧空位的影响,在LaTiO 3,一个原型的莫特绝缘体接近MIT。我们表明,引入氧空位创建一个空位相关的带下面的部分填充的Ti-t2 g带。我们使用密度泛函理论和动力学平均场论(DFT+DMFT)相结合的方法研究了这个额外的能带对Mott MIT的影响。我们发现,莫特绝缘状态的LaTiO 3是强大的空位带的存在下,它仍然完全占据,即使在存在一个本地的库仑排斥。
2019-05-08 cond-mat.str-el
Understanding the temperature and pressure dependent electronic properties of FeSi: DFT+DMFT study
采用密度泛函理论(DFT)+密度泛函理论(DMFT)和KKR-CPA方法分别研究了FeSi和Fe $_{1.02}$ Si $_{0.98}$在压力下的电子结构.随着压力的增加,带隙的加宽表明,实验观察到的绝缘体到金属的转变温度应该向更高的温度FeSi。KKR-CPA计算表明,带隙区域中存在杂质态,这预示着半金属性质。间隙(在一个自旋通道)与压力增量的关闭似乎是负责在低于50 K的温度下实验观察到的Fe过量样品中的半导体到金属的转变。Fe过剩位置的磁矩随着压力的增加而减小,从2.4 $μ_B$/Fe原子(612 Bohr $^3$)到1.2 $μ_B$/Fe原子(507 Bohr $^3$)。此外,对于FeSi,计算的局域自旋磁化率随压力的增加而减小,与实验结果相似。
2020-12-04 cond-mat.str-el
DFT+DMFT study of exchange interactions in cobalt and their implications for the competition of hcp and fcc phases
本研究采用DFT+DMFT方法计算钴的交换相互作用,发现hcp相较fcc相具有更大的自旋刚度和更高的居里温度,从而解释了实验中观察到的居里温度附近hcp相的“复活”现象。
2023-11-14 cond-mat.str-el
The role of non-spherical double counting in DFT+DMFT: total energy and structural optimization of pnictide superconductors
本文提出了一种在密度泛函理论与动力学平均场论相结合(DFT+DMFT)中避免非球双计数的简单方案。并将其应用于磷属元素化物超导体LaFeAsO的总能量计算和结构优化.结果进行比较,最近提出的“确切”的双重计算配方。这两种方案都使优化后的Fe-As原子间距离接近实验值。这解决了在LaFeAsO结构优化方面DFT+DMFT与实验之间长期存在的争议。
2018-01-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dependence of DFT+DMFT Results on the Construction of the Correlated Orbitals
密度泛函理论加动力学平均场论计算的相关轨道的不同结构的敏感性进行了研究,通过详细比较量子材料NdNiO $_2$使用不同的Wannier和投影仪的方法来定义的相关问题所获得的结果。使用相同的相互作用参数,我们发现,不同的方法产生不同的结果的轨道和带的基础质量增强和轨道占位符,不同的影响多轨道效应和电荷转移物理的重要性。使用来自cRPA的相互作用参数增强了结果的差异。对于同构的铜酸盐CaCuO $_2$,不同的方法给出了定量的不同的质量增强,但仍然导致相同的定性物理。
2021-02-17 cond-mat.str-el
A detailed electronic structure study of Vanadium metal by using different beyond-DFT methods
本文采用DFT、DFT+ $U$、$G_0W_0$、$GW_0$和DFT+DMFT方法计算了钒(V)的电子结构.通过cRPA方法计算的$W$、$U$和$J$的值分别为$\sim$ 1.1、$\sim$ 3.4和$\sim$ 0.52 eV。计算谱(CS)与实验谱(ES)的比较表明,DFT+ $U$(DFT+DMFT)方法中的$W$($U$)更准确.除$GW_0$外,用这些方法得到的CS与ES的峰位一致。由于非相干$t_{2g}$态的存在,仅用DFT+DMFT方法就能很好地解释ES中$\sim$-1.5 eV和$\sim$-1.0 eV的凹陷.这项工作表明,为了正确解释ES,即使是简单的金属,也需要复杂的多体理论。
2019-12-17 cond-mat.str-el
Efficient lattice dynamics calculations for correlated materials with DFT+DMFT
声子对许多材料性质至关重要,包括热和电子输运、超导性和结构稳定性。在这里,我们描述了一种方法来计算声子在相关材料使用国家的最先进的DFT+DMFT计算。我们的方法结合了一个强大的DFT+DMFT实现计算力的直接方法晶格动力学使用非对角超细胞。使用非对角而不是对角超单元大大减少了与DFT+DMFT计算相关的计算费用。我们对典型相关材料(Fe,NiO,MnO,SrVO $_3$)的方法进行基准测试,测试$\mathbf{q}$ -点网格收敛性和DFT+DMFT计算的不同计算参数。非对角超胞方法的效率允许我们访问$\mathbf{q}$点网格高达$6\times6\times6$。此外,我们发现,对于原子在晶格动力学计算中受到的小位移,将自能固定到平衡构型的自能在许多情况下是一个很好的近似,进一步降低了DFT+DMFT计算的成本。预计这种固定的自能近似适用于不接近相变的材料。总的来说,我们的工作提供了一个有效的和通用的方法,使用DFT+DMFT计算声子,打开了许多可能性的晶格动力学和相关材料中的相关现象的研究。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Density functional theory plus dynamical mean field theory within the framework of linear combination of numerical atomic orbitals: Formulation and benchmarks
密度泛函理论与动力学平均场论的结合(DFT+DMFT)已成为凝聚态物理中处理强关联材料的一种强有力的第一性原理方法。这种方法的广泛使用依赖于强大的和易于使用的实现,其在各种数值框架中的实现将一方面增加其适用性,另一方面有助于交叉检查所获得的结果的有效性。在这项工作中,我们开发了一个形式主义的线性组合的数值原子轨道(NAO)基组框架内,它允许合并NAO为基础的DFT代码与DMFT量子杂质求解器。通过两个基于NAO的DFT代码与三个DMFT杂质求解器的接口实现了形式主义,并且通过对广泛的强相关材料(包括3个\textit{d}过渡金属化合物、镧系元素和锕系元素)的基准计算来证明其有效性。我们的工作不仅使DFT+DMFT计算使用流行的和快速发展的NAO为基础的DFT代码包,但也有利于更先进的超越DFT方法,可在此代码与DMFT机器的组合。
2022-05-07 cond-mat.str-el
DFT+DMFT study of spin-charge-lattice coupling in covalent LaCoO$_3$
采用密度泛函理论和动力学平均场理论(DFT+DMFT)方法,结合自旋-态转变过程中晶体体积膨胀和Co-O键交换(BD)的结构变化,研究了LaCoO $_3$中均匀态和混合态的能量学和性质. DFT+DMFT预测两种激发态的能量几乎相同,而DFT+U计算相同的结构在能量上有利于MS态,并产生各种亚稳态溶液,其能量敏感地依赖于最终的自旋态。在DFT+DMFT中,在扩展的晶体体积中的均匀自旋状态显示出具有不可忽略的高自旋(HS)和低自旋(LS)状态以及$d^6$和$d^7$电荷配置的占据概率的多构型性质,这表明由于Co-O共价性而导致的自旋和电荷状态的动态波动性质。BD结构下的MS态性质表明,具有长Co-O键的Co位形成Mott绝缘态,有利于具有$d^6$构型的HS,而具有短Co-O键的Co位占据更多具有$d^7$构型的LS态,表现为带绝缘体,因此,BD结构中的电荷有序是由自旋态有序诱导的.我们还发现能量和电子结构都敏感地依赖于Co-O共价效应,这可以通过改变双计数电位和由此产生的$d-$占有率($N_d$)来调节,并且接近6.7的$N_d$与自旋态转变的性质一致。我们的研究结果表明,自旋态转变过程中的结构变化可以发挥重要作用,在理解的能量和电子结构的LaCoO $_3$。
2020-05-08 cond-mat.str-el
Transport properties of Metallic Ruthenates: a DFT+DMFT investigation
本文采用第一性原理密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法,对Hund金属的典型族Sr $_2$ RuO $_4$,Sr $_3$ Ru $_2$ O $_7$,SrRuO $_3$和CaRuO $_3$的输运性质进行了系统的理论研究.电导率和电阻率的理论计算与实验结果吻合较好,表明电子-电子散射是双烯酸盐输运的主要机制。我们证明,在单站点的动力学平均场方法的洪德金属的输运性质落入“弹性准粒子”的情况下。我们解释了为什么单层化合物Sr $_2$ RuO $_4$相对于其兄弟化合物具有相对较弱的相关性,这证实了其良好的金属性。
2015-04-01 cond-mat.str-el
A Self-consistent DFT+DMFT scheme in the Projector Augmented Wave : Applications to Cerium, Ce2O3 and Pu2O3 with the Hubbard I solver and comparison to DFT+U
在DFT+DMFT框架下,基于平面波投影增广波(PAW)DFT程序实现了电子密度的全自洽性。它允许在平面波方法内精确计算DFT+DMFT中的总能量。与基于最大局域化Wannier函数的框架相比,该方法很容易应用于f电子系统,如铈,氧化铈(Ce2O3)和氧化钚(Pu2O3)。为了对能量项进行正确的物理计算,我们发现必须计算自洽密度。形式主义是通用的,并不依赖于用于解决杂质模型的方法。计算进行内的哈伯德我近似,这是快速解决,并给出了一个很好的描述强相关的绝缘体。我们比较了DFT+DMFT和DFT+U解,并强调了它们的收敛密度的定性差异。我们强调,与DFT+U相比,DFT+DMFT不会破坏自旋和轨道对称性。因此,DFT+DMFT意味着,在相关金属和绝缘体的更好的物理描述之上,与DFT+U相比,相关绝缘体中非物理亚稳溶液的发生率降低。
2013-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
DFT+DMFT study on soft moment magnetism and covalent bonding in SrRu$_2$O$_6$
用动力学平均场理论研究了含和不含O- $p$态的$d^3$化合物SrRu $_2$ O $_6$的三轨道模型.根据洪德耦合$J$的大小,在低到中等温度下,我们找到对应于莫特或相关的共价绝缘体的解决方案。后者可以解释实验观察到的顺磁相中居里磁化率的缺失。在高温下,观察到具有平滑变化特性的单相。SrRu $_2$ O $_6$提供了一个理想的系统来研究局域矩物理和共价键之间的竞争,因为这两种效应都是最大化的,而自旋轨道相互作用被发现起着次要的作用。
2017-06-01 cond-mat.str-el
Electronic structure and de Haas-van Alphen frequencies in KFe2As2 within LDA+DMFT
最近的密度泛函理论(DFT)计算KFe 2 As 2已被证明是不足以令人满意地描述角分辨光电发射(ARPES)测量以及观察到的de Haas van Alphen(dHvA)频率。在目前的工作中,我们扩展DFT计算的基础上的全势能线性增广平面波方法的动力学平均场论(DFT+DMFT),包括超出局部密度近似的相关效应。我们的研究结果表明,KFe 2As 2是一个适度相关的金属与Fe 3d轨道的质量重整化因子在1.6和2.7之间。此外,所得到的形状和大小的费米表面是在良好的协议与ARPES测量,我们观察到一些拓扑结构的变化,相对于DFT计算,如在Z点的内孔圆柱体的开口。因此,我们计算的dHvA频率与现有的DFT结果有很大的不同,定性地与实验数据一致。在此基础上,我们认为,相关效应是重要的理解-目前正在辩论-性质的超导态KFe 2As 2。
2014-03-27 cond-mat.str-el
A DFT+DMFT study of the electronic structure of Samarium
Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China(中国人民大学量子态构建与操控教育部重点实验室);National Key Laboratory of Surface Physics and Chemistry(表面物理化学国家重点实验室);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本研究利用DFT与DMFT方法探讨Sm不同相在常压下的电子性质,发现4f电子局域性强,Kondo峰被抑制,强关联效应显著。
2026-05-14 cond-mat.str-el
Importance of ligand on-site interactions for the description of Mott-insulators in DFT+DMFT
本研究强调在DFT+DMFT计算中修正配体p态的重要性,证明仅改进过渡金属d态会导致绝缘行为错误,而施加简单经验或类Hartree-Fock修正可正确描述典型Mott绝缘体。
2025-02-24 cond-mat.str-el
Explicit demonstration of the equivalence between DFT+U and the Hartree-Fock limit of DFT+DMFT
本文提出在 Quantum ESPRESSO 中用 Wannier90 的 Wannier 函数实现 DFT+U,与 HF 近似的 DFT+DMFT 对比,在 NiO、MnO、LaMnO3、LuNiO3 及 VO2 上证明二者等价,并展示键中心投影的灵活性。
2025-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistance of non-Fermi liquid behavior and bi-quadratic exchange coupling in La-substituted CeGe: Non-linear susceptibility and DFT + DMFT study
与非费米液体(NFL)系统相关的研究一直是凝聚态物理界的研究热点。了解这些系统所表现出的异常物理性质及其相关的电子结构是该领域的中心研究课题之一。在这种情况下,铈基和铈位稀释(与非磁性离子)的化合物提供了一个肥沃的操场。本文采用密度泛函理论和动力学平均场论(DFT+DMFT)相结合的方法对Ce_(0.24)La_(0.76)Ge的非线性直流极化率进行了详细的研究。对4f偏态密度、局域磁化率和自能的理论研究表明,存在与局域矩波动相关的NFL行为。对该化合物的非线性直流磁化率研究表明,从NFL态到新相的转变是由于双二次交换耦合的发展,它服从非线性磁化率标度。在施加磁场的情况下,局部磁矩通过传导电子在空间上相互作用,导致磁波动。我们的研究指出,所观察到的双二次交换耦合的起源是由于空间磁场波动的事实。
2020-12-17 cond-mat.str-el
Impact of electron correlations on the $\mathbf{k}$-resolved electronic structure of PdCrO$_{2}$ revealed by Compton scattering
铜铁矿PdCrO $_2$是一种有趣的材料,它在不同的层中表现出近-自由电子和Mott绝缘行为。角分辨光电子能谱(ARPES)和康普顿散射测量都建立了一个六角费米表面的材料的顺磁相。然而,康普顿实验在投影占有中检测到一个额外的结构,最初被解释为ARPES没有看到的额外费米表面特征。在这里,我们重新审视康普顿数据的解释。最先进的密度泛函理论(DFT)与动力学平均场论(DMFT),所谓的DFT+DMFT方法,预测莫特绝缘态与一个单一的六角费米表面与ARPES和康普顿非常一致。然而,DFT+DMFT未能预测在康普顿数据中观察到的附加谱权特征的强度。我们推断,这种差异可能是由于DFT+DMFT不能正确预测费米能级附近未被占据的准粒子带的形状和色散的某些功能。因此,我们的DFT+DMFT模型之外的理论描述是需要纳入重要的电子相互作用,如层间电子耦合相互作用的PdCrO $_2$引起的近藤样所谓的交织激发。
2023-01-05 cond-mat.str-el
Electron correlation and magnetism at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface: A DFT+DMFT investigation
我们揭示了LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$异质结构中巡游铁磁性的结构和多体效应之间的相互作用。在静态关联效应的范围之外,利用密度泛函理论(DFT)和动态平均场理论(DMFT)的(自旋极化)电荷自洽结合,研究了真实的关联电子结构.虽然多体行为也活跃在无缺陷的界面,铁磁不稳定性只发生与氧空位。导出了关联子空间的最小Ti双轨道$e_g$ - $t_{2g}$描述。受量子涨落影响的磁序由近局域$e_g$和移动$xy$电子之间的有效双交换建立。
2014-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
DFT+DMFT study of the magnetic susceptibility and the correlated electronic structure in transition-metal intercalated NbS$_2$
本研究采用DFT+DMFT方法研究Co插层NbS₂的关联电子结构,揭示空穴掺杂调控费米面特征,并发现自旋磁化率峰值对应的磁有序波矢与中子散射实验一致,支持非共面3q自旋结构。
2023-08-31 cond-mat.str-el
Theoretical description of time-resolved pump/probe photoemission in TaS\_2: a single-band DFT+DMFT(NRG) study within the quasiequilibrium approximation
在这项工作中,我们从理论上研究了最近的泵浦/探测光电发射实验的强关联电荷密度波绝缘体TaS_2。本文在突跃近似下描述了时间分辨光电发射的一般非平衡多体模型,然后利用动力学平均场论,结合数值重整化群和由密度泛函理论计算的裸态密度,包括离子核的电荷密度波畸变和自旋轨道耦合,求解了这个问题,得到了一些有趣的结果:(i)裸能带结构实际上在垂直方向上比在二维平面上具有更多的色散;(ii)DMFT方法可以产生类似于实验中的那些的上和下Hubbard带,但是上带将在能量上与其他更高能带重叠;(iii)探测脉冲的有限宽度对光电发射谱的形状的影响是最小的;以及(iv)准平衡近似不能完全描述该系统中的行为。
2008-09-13 cond-mat.str-el
Oxygen Vacancies in Strontium Titanate: a DFT+DMFT study
我们解决了长期存在的问题,钛酸锶中的氧空位的性质,使用组合的密度泛函理论和动力学平均场论(DFT+DMFT),特别是调查的空位网站上的电子性质的相关性的影响。我们的方法使用一个最小的低能电子子空间,包括Ti- $t_{2g}$轨道加上一个额外的空位中心的Wannier函数,并提供了一个直观的和物理透明的框架来研究局部电子-电子相互作用对氧空位引入的过量电荷的影响。我们估计的屏蔽相互作用参数的强度使用约束随机相位近似,并找到一个相当大的哈伯德$U$参数的空缺轨道。我们的主要发现,这调和以前的实验和计算结果,是基态是一个状态与局域缺陷态的双占领或一个状态与单占领的空缺和一个电子转移到导带。这两个竞争状态之间的平衡由空位和Ti位点上的相互作用的强度以及空位上的Ti-Ti距离决定。最后,我们对比的情况下,空位掺杂的SrTiO $_3$与掺杂通过La取代,并表明,后者是很好地描述了一个简单的刚性带图片。
2021-04-13 cond-mat.str-el
Investigating the effect of electronic correlation on transport properties and phononic states of Vanadium
本文通过DFT+DMFT方法研究了电子关联对钒输运性质和声子态的影响,发现电子关联对Seebeck系数和声子态有显著作用,且DFT+DMFT结果更接近实验数据。
2023-09-09 cond-mat.str-el
Metal-insulator Transition in VO2: a DFT+DMFT perspective
我们提出了一个理论研究的电子结构的金红石(金属)和M $_1$和M $_2$单斜(绝缘)相的VO $_2$采用完全自洽的结合密度泛函理论和嵌入式动力学平均场论计算。我们描述了VO $_2$的金属和绝缘相的电子结构,并提出了一个独特的间隙开放机制。我们发现,莫特物理起着至关重要的作用,在所有阶段的VO $_2$:undimerized钒原子进行经典莫特过渡通过本地矩形成(在M $_2$阶段),而V-二聚体内的强超交换增加了显着的动态intersite相关性,这消除了奇异性的二聚V-原子的自能。从金红石到二聚M $_1$相的转变与Peierls样转变有密切联系,但在强的位间交换存在下更好地表征为Mott转变。作为Mott物理学的结果,二聚M $_1$相中的能隙是温度依赖性的。电子温度的唯一增加会使间隙塌陷,这让人想起最近的实验。
2016-05-19 cond-mat.str-el
Quantitative DFT+DMFT description of spectra and transport in the moderately correlated metal SrVO$_3$
Theoretical Science Unit, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research(理论科学部,贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心)
研究中等关联金属SrVO₃光谱和输运,采用DFT+DMFT框架,结合实频多轨道迭代微扰理论杂质求解器,在单一方案中与实验测量合理一致,表明自能k依赖性弱,顶点修正不主导输运。
2026-07-09 cond-mat.str-el
Mixed-Valent Magnetism in CeFe$_2$ from Multi-Impurity DFT+DMFT
Uppsala University(乌普萨拉大学);Wallenberg Initiative Materials Science (WISE), Uppsala University(乌普萨拉大学瓦伦伯格材料科学倡议)
本文通过多杂质DFT+DMFT框架解决了CeFe$_2$磁性起源的长期争议,成功再现了Ce和Fe的原子磁矩及总饱和矩,并揭示价态涨落和浴介导极化是决定其电子结构与磁性的关键。
2026-09-25 cond-mat.str-el
Strain-induced insulator-to-metal transition in LaTiO3 within DFT+DMFT
结合密度泛函理论和动力学平均场论(DFT+DMFT)的计算结果表明,莫特绝缘体LaTiO 3在约-2%的压缩外延应变下发生了绝缘体-金属转变.这种转变是由应变引起的变化,在晶体场分裂之间的Ti t2 g轨道,这又是密切相关的集体倾斜和旋转的氧八面体的正交畸变Pbnm钙钛矿结构。因此,对底层晶体结构的准确处理对于正确描述所观察到的金属-绝缘体转变至关重要。我们的理论结果与最近的实验观察是一致的,并表明,金属行为的异质结构,否则绝缘材料也可以出现从真正的界面效应以外的机制。
2014-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Paraorbital ground state of trivalent Ni ion in LiNiO$_2$ from DFT+DMFT calculations
在LiNiO $_2$中,Ni $^{3+}$离子在立方晶场中具有$d^7$构型,在双简并$e_g$轨道上具有一个电子,并且这种离子被认为是Jahn-Teller(JT)活性的。然而,尽管事实上,该化合物是绝缘体,因此$d$ -电子是本地化的,合作JT晶格畸变没有观察到。这个问题通常被认为是解决的存在的局部JT扭曲,不合作JT扭曲晶体结构的顺序。本文采用密度泛函理论和动力学平均场理论相结合的DFT+DMFT方法研究了LiNiO $_2$的电磁性质。结果表明,得到的绝缘溶液具有较小的能隙值,与实验数据吻合较好。然而,与以前的其他方法的计算相比,对称性没有被破坏,计算的基态是$α\approx 60\%, β\approx 40\%$($α\approx 60\%, β\approx 40\%$)离子态的化学混合物。的$d^8L $状态是JT不活跃的,我们已经发现,镍$d^7$状态的两种配置与一个电子上的镍$d_{x^2-y^2}$或$d_{3z^2-r^2}$轨道具有相同的统计权重。因此,Ni $^{3+}$离子的轨道简并度没有被提升,这解释了该化合物中没有合作JT晶格畸变。此外,LiNiO $_2$的反磁化率的温度依赖性已被计算和实验数据得到了很好的一致性。
2018-06-29 cond-mat.str-el
DFT+DMFT study on pressure-induced valence instability of CeCoSi
本研究利用DFT+DMFT揭示CeCoSi高压结构相变成因,证明压力诱导Ce-4f退局域化及混合价转变。
2025-03-15 cond-mat.str-el
Orbital-dependent correlations in PuCoGa$_5$
采用密度泛函理论(DFT)和动力学平均场论理论(DMFT)相结合的方法,以连续时间量子蒙特卡罗(CTQMC)和顶点校正单交叉近似(OCA)为杂质求解器,研究了超导化合物PuCoGa $_5$的正常态.我们的DFT+DMFT(CTQMC)计算表明,Pu-5 $f$轨道在低温下有很强的分化趋势。重整化的5个$f_{5/2}$态表现出费米液体行为,而5个$f_{7/2}$态中的一个电子处于Mott局域化的边缘。我们发现轨道分化表现为相对于DFT从费米能级上去除了5个$f_{7/2}$谱权。我们证实了这些结论与DFT+DMFT(OCA)计算表明,5 $f_{5/2}$电子有一个更大的近藤规模比5 $f_{7/2}$。
2018-07-12 cond-mat.str-el
Magnetic properties of half metal from the paramagnetic phase: DFT+DMFT study of exchange interactions in CrO$_2$
本研究基于DFT+DMFT方法在顺磁相中提取CrO$_2$的交换作用参数与磁子色散,发现5轨道模型最能准确描述其磁性,并证实了双交换机制的重要贡献。
2024-10-02 cond-mat.str-el
Electronic correlations in promising room-temperature superconductor Pb$_9$Cu(PO$_4$)$_6$O: a DFT+DMFT study
本研究首次用DFT+DMFT方法探究室温超导体候选材料LK-99的费米能级电子态关联特性,发现Cu-d电子库仑关联引发带隙,氧p态作用关键,电子掺杂是其转导电态的必要条件。
2023-08-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Forces for Structural Optimizations in Correlated Materials within DFT+Embedded DMFT Functional Approach
在密度泛函理论和嵌入式动力学平均场论的结合下,我们实现了自由能泛函对原子位移的导数,即所谓的力。我们表明,结合数值精确的量子蒙特卡罗(MC)杂质求解器,MC噪声抵消到很大程度上,使该方法可以非常有效地用于相关电子材料的结构优化。作为该方法的一个应用,我们展示了如何加强FeSe超导体中的涨落矩导致的阴离子高度的大幅增加,因此,一个非常大的有效质量,也很强的轨道分化。
2016-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the effect of charge self-consistency in DFT+DMFT calculations for complex transition metal oxides
我们调查的电荷自洽性(CSC)在密度泛函理论加上动力学平均场论(DFT+DMFT)计算的效果相比,更简单的“一次性”计算的材料,相互作用的影响,导致一个强大的重新分配的电子电荷之间的不同轨道或不同的网站。我们专注于两个系统接近的金属-绝缘体过渡,CSC的重要性目前还没有很好地理解。具体来说,我们分析了相关金属CaVO $_3$中的应变相关轨道极化和稀土镍酸盐LuNiO $_3$中的自发电子电荷极化。在这两种情况下,我们发现,CSC治疗减少了电荷重新分配相比,更便宜的一次计算。然而,尽管CaVO $_3$中的MIT由于降低的轨道极化而仅略微偏移,但LuNiO $_3$中的MIT上的位点极化的效果更微妙。此外,我们强调的双重计数校正CSC计算中包含不同的不等价网站的作用。
2020-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evidence of electron correlation and weak bulk plasmon in SrMoO$_{3}$
利用价带光电发射谱和电子结构计算研究了高导电钙钛矿型SrMoO $_{3}$的电子结构。通过密度泛函理论计算,得到了费米能级附近相干特征所对应的大强度。一个额外的卫星在$\sim$ 3 eV的结合能仍然不存在的DFT,混合功能(DFT-混合)和动力学平均场论(DFT + DMFT)计算。Mo 4 $d$的表面灵敏光电子能谱表明不同的表面和体电子结构。DFT + DMFT谱函数与体相Mo 4 $d$谱的相干特征非常一致,显示出中等的电子关联强度。在表面光谱中观察到一个大的等离子体卫星和强电子相关的签名,而体光谱表现出$weak$等离子体卫星。
2023-01-23 cond-mat.str-el
Optical investigation of the electronic structure of a ferromagnetic Weyl semimetal CeAlSi
Graduate School of Frontier Biosciences, The University of Osaka(大阪大学前沿生命科学研究生院);Department of Physics, Graduate School of Science, The University of Osaka(大阪大学理学部物理学科);Institute for Molecular Science(分子科学研究所);Institute for Chemical Research, Kyoto University(京都大学化学研究所以);Research Institute for Interdisciplinary Science, Okayama University(冈山大学理工学综合研究科);Liberal Arts and Sciences, Toyama Prefectural University(富山县立大学教养学部)
通过光学电导率测量与DFT+DMFT计算,发现CeAlSi中Weyl费米子与Ce 4f态相互作用极弱,铁磁转变对电子结构影响甚微。
2026-09-17 cond-mat.str-el
Local electron correlation effects on the Fermiology of the weak itinerant ferromagnet ZrZn$_2$
费米面拓扑对金属的宏观性质有着重要的影响。它可以是特别敏感的电子相关,这似乎是特别重要的弱巡回铁磁体ZrZn $_{2}$。在这里,我们期待在预测的费米表面片的这种金属化合物在其顺磁相的密度泛函理论(DFT)和DFT与动态平均场论(DFT+DMFT)的组合的差异。在费米能级上计算的理论谱函数与计算$k$ -空间中的电子-正电子动量密度(也称为双光子动量密度)一起使用,以提供对费米表面拓扑某些特征的起源的见解。我们比较这两个光子的动量密度提取的正电子湮没实验数据(物理评论快报。92,107003(2004))。DFT+DMFT密度比DFT更符合实验,特别是关于$L$和$W$高对称点周围的平坦带。实验颈部周围的$L$,这涉及到一个范霍夫奇点,是目前在DFT+DMFT,但不是在DFT。我们发现,这些平坦的带,因此费米表面的拓扑结构,是敏感的多体电子相关描述,并表明,正电子湮没技术是能够探测到这一点。这种描述对于观察到的行为,如量子临界点附近的Lifshiftz跃迁是有意义的。
2022-08-23 cond-mat.str-el
The magnetic excitation spectra in BaFe$_{2}$As$_{2}$: a two-particle approach within DFT+DMFT
从\textit{ab initio}的角度研究了BaFe $_{2}$ As $_{2}$顺磁态的磁激发谱。利用密度泛函理论和动力学平均场论相结合的方法确定了单粒子激发谱。两粒子响应函数是从局域两粒子顶点函数和极化函数中提取出来的,也是由动力学平均场论计算的。该方法再现了中子非弹性散射(INS)中实验观察到的所有特征,并将它们与单粒子激发和集体模式联系起来。在没有对称性破缺的顺磁状态下,我们的理论计算很好地解释了磁激励色散,因此不需要用三阶来解释INS实验数据。
2011-04-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Many-body renormalisation of forces in f-electron materials
给出了动态平均场论在CASTEP \emph{ab-initio}程序中的实现.我们详细解释了DFT+DMFT的理论框架,我们证明了我们的实施与$f$壳层电子的三个强相关系统:$γ$ -铈,铈倍半氧化物Ce $_{2}$ O $_{3}$和碲化钐SmTe通过使用哈伯德我解算器。我们发现非常好的协议与以前的基准DFT+DMFT计算的铈化合物,而SmTe,这是从来没有在DFT+DMFT研究之前,据我们所知,我们表现出改进的协议与实验结构参数相比,LDA。我们的实现同样适用于规范守恒和超软赝势,我们将其应用到计算的总能量,体积模量,平衡体积和内力在两个铈化合物。在Ce $_{2}$ O $_{3}$中,我们报告了作用于不受晶胞对称性约束的坐标上的内力的急剧减少。这种减少是由多体效应引起的,只能在DMFT水平上捕获。此外,我们推导出另一种形式来处理高频尾巴的格林函数在松原频率求和。我们的治疗允许减少的偏见时,计算的相关能量和占领矩阵,以高精度。
2018-08-30 cond-mat.str-el
Theoretical prediction of antiferromagnetism in layered perovskite Sr$_2$TcO$_4$
我们从理论上研究了Sr $_2$ TcO $_4$的磁性,这是一种具有半填充t $_{2g}$态的K $_2$ NiF $_4$型的4d过渡金属层状钙钛矿。在密度泛函理论(DFT)+U和DFT+动力学平均场理论(DMFT)方法中包括t $_{2g}$轨道之间的局部库仑排斥效应。DFT+DMFT预测顺磁性Sr $_2$ TcO $_4$接近于莫特绝缘体-金属转变,类似于立方化合物SrTcO $_3$。在DFT+DMFT框架内计算的站点间交换相互作用指向层内相邻Tc站点之间的强反铁磁耦合。然后,我们评估的Néel温度$T_N$内的经典Monte Carlo方法,包括偶极相互作用,稳定的磁序的挫折K $_2$ NiF $_4$晶格结构。我们的方法被应用到一组层状和立方钙钛矿。计算得到的$T_N$与实验结果基本一致。在相同的方法中,我们预测Sr $_2$ TcO $_4$的$T_N$在500- 600 K范围内。
2015-01-13 cond-mat.str-el
Influence of quantum confinement and strain on orbital polarization of four-layer LaNiO$_3$ superlattices: a DFT+DMFT study
涉及过渡金属氧化物的原子精确超晶格提供了一个独特的机会,利用应变(通过选择子态调制)和量子限制(通过层厚度控制)来设计相关电子物理。在这里,我们使用密度泛函理论和动力学平均场论(DFT+DMFT)的组合来研究应变LaNiO $_3$ /LaAlO $_3$超晶格中的Ni E $_g$ $d$ -轨道极化,该超晶格由四层名义上的金属NiO $_2$和四层绝缘的AlO $_2$由LaO层分隔。层分辨的轨道极化计算作为应变的函数,并分析在结构,量子限制,和相关效应。应变的影响是确定从依赖的结果上的镍-O键长比和八面体旋转角;量子限制的研究相比,具有类似程度的应变散装计算;相关效应推断不同的相互作用参数在我们的DFT+DMFT计算。计算出的轨道极化对超晶格中应变的依赖性与最近的X射线吸收光谱和共振反射数据定性一致。然而,有趣的细节差异之间的理论和实验。在拉伸应变下,两个不等价的Ni离子显示类似于应变体LaNiO $_3$的计算和实验中观察到的轨道极化。压缩应变产生了更大的依赖于Ni的位置上的轨道极化,甚至内Ni层表现出不同的轨道极化应变体LaNiO $_3$的计算。
2016-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Delocalized polaron and Burstein-Moss shift induced by Li in $α$-$\textrm{V}_{2}\textrm{O}_{5}$: DFT+DMFT study
本研究利用 DFT+DMFT 方法探究了 Li 掺杂 V$_2$O$_5$ 的电子性质,发现其准确预测了极化子机制与 Burstein-Moss 位移,证明该方法能真实描述强关联材料。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single-site DFT+DMFT for vanadium dioxide using bond-centered orbitals
本文采用键中心轨道作为关联子空间的单点DFT+DMFT方法研究VO₂,以较低计算成本探究结构二聚化与电子关联的相互作用,为金属-绝缘体转变的长期讨论提供互补视角。
2024-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el