A new computational scheme is presented based on a combination of the conjugate gradient and the Newton-Raphson method to self-consistently minimize the energy within spin-density functional theory, thus to identify the ground state magnetic order of a cluster of magnetic atoms. The applicability of the new \textit{ab initio} optimization method is demonstrated on Fe chains deposited on different metallic substrates. The obtained magnetic ground states of the Fe chains on Rh(111) are analyzed in details and a good comparison is found with those gained from an extended Heisenberg model containing first principles based interaction parameters. Moreover, the effect of the different bilinear spin-spin interactions in the formation of the magnetic ground states is monitored. In case of Fe chains on Nb(110) spin-spiral configurations with opposite rotational sense are found as compared to previous spin-model results which hints on the importance of higher order chiral interactions. The wavelength of the spin-spiral states of Fe chains on Re(0001) was obtained in good agreement with scanning tunneling microscopy experiments.
Single molecule capturer by doped monatomic carbon chain
掺硼单原子碳链对H_2O尤其是NO_2具有良好的分子捕获能力，优于其它掺杂单原子碳链，在300 K和1 atm下，即使NO_2浓度为1 p. p.m.，吸附物对量子输运的影响是显著的。相比之下，纯的单原子碳链显示其对N2、O2、H2O、NO2、CO和CO2的抵抗力，并且由于太低的吸附能力和对量子电导的弱响应而不能用于分子捕获。在这些问题的调查中，统计力学模型[EPL 94，40002（2011）; Chin. Phys. Lett. 29，2012（080501）]扩展到预测分子在纳米器件上的吸附和解吸速率。进一步讨论了该模型的理论基础，并通过分子动力学模拟验证了模型的准确性。
Efficient DFT+U calculations of ballistic electron transport: Application to Au monatomic chains with a CO impurity
提出了一种在DFT+U中计算开放量子系统的Landauer-Buettiker电导的有效方法。在电子结构和输运计算中，Hubbard势作为非局域赝势系数的简单重正化，通过限制赝势截止球内的现场占位的积分。我们将该方法应用于Au单原子链上吸附CO分子的情况，结果表明，Hubbard U修正消除了Au单原子链在平衡间距处的虚假磁化，以及d电子对电导的非物理贡献，从而得到一个自旋简并的传输通道和更接近实际的电导1 G 0.我们发现，由于CO吸附的电导降低是大得多的顶部网站比桥网站，使电子输运在拉伸的Au链的局部密度近似下给出的一般图片仍然有效的平衡Au-Au间距内DFT+U。
The Two-Band Luttinger Liquid with Spin-Orbit Coupling: Applications to Monatomic Chains on Surfaces
最近，表面上的单原子链已经被合成，这表明了Luttinger液体物理的证据。实验数据表明，沿链的色散有四个费米点。在这里，我们研究了这样一个双带模型的一般低能有效哈密顿量，其中SU（2）的自旋对称性被打破，但时间反演对称性仍然存在，这是由于表面几何的预期。自旋-轨道耦合产生了一个新的能量标度epsilon_{SO}远小于费米能F_F和自旋非守恒散射过程。我们导出了零温度下的通用相图以及温度epsilon_{SO} < T <<T_F时的有效相图。对于相图中的Luttinger液体是稳定的部分，计算了态密度和光谱函数，并与实验数据进行了讨论。
