将第一性原理计算与准粒子方法相结合,用于关联化合物一氧化铁中量子多电子态的收敛解
过渡金属氧化物是一类对探索量化电子关联的理论方法至关重要的量子材料。寻找一种高效且准确的第一性原理方法来确定此类物理特性,对于基于物理的热电和光伏器件预测建模具有重要意义。先前研究表明,通过累加电子-空穴对来引入所谓的随机相位近似处理电子屏蔽相互作用,可显著提升第一性原理计算的精度。然而,该方法很少被系统地应用于研究典型过渡金属氧化物的性质,尤其是关联化合物一氧化铁。该工作对多种第一性原理方法进行了基准研究,包括库仑相互作用人工稳定的密度泛函理论、杂化泛函以及自能相互作用中的准粒子格林函数方法。研究通过严格收敛自洽Dyson方程,阐明了基于第一性原理的初始波函数选择对收敛解的重要性,以及费米能级附近各轨道自由度间的相互作用机制。精确获取波函数和多电子能态对量化关联效应、高效建模量子应用中的氧化物界面至关重要。该研究确立杂化泛函方案为最佳方法,因其在基态波函数精度与大规模模拟计算效率之间实现了理想平衡,可有效收敛关联电子波函数并获取低能电子特性。
