【摘要】：使用局域密度近似的密度泛函理論已經(jīng)成功的應(yīng)用于很多能帶結(jié)構(gòu)和材料性質(zhì)的計算當(dāng)中。然而,局域密度近似并不能很好的描述強(qiáng)關(guān)聯(lián)材料的關(guān)聯(lián)性質(zhì),因為局域密度近似是基于單電子的圖像,無法考慮電子電子之間的關(guān)聯(lián)效應(yīng)。為了解決這個問題,人們提出了幾種計算方法,包括LDA+U,LDA+DMFT和LDA+Gutzwiller。LDA+Gutzwiller方法已經(jīng)成功的用于研究很多重要的強(qiáng)關(guān)聯(lián)材料,LDA+Gutziller的計算速度更快,消耗的機(jī)時更少。然而,這個方法的瓶頸是它的自洽收斂過程不穩(wěn)定,讓它無法應(yīng)用于較大的系統(tǒng)當(dāng)中。對于庫倫相互作用比較大的材料,或者強(qiáng)關(guān)聯(lián)軌道位于費米面附近的材料,Gutzwiller方法的收斂是極為困難的。在這本文中,我們給出了一種Gutzwiller方法的新的實現(xiàn),我們將牛頓法(一種求根的數(shù)學(xué)方法)和黃金分割搜索法(一種在一維方向上搜索極小值的方法)結(jié)合到Gutzwiller方法之中。我們?nèi)绱说慕Y(jié)合極大地提高了程序的收斂性,可以被用作LDA計算之后的后處理程序。為了大家更好的理解這個方法,方便大家閱讀程序,我們在本文中詳細(xì)推導(dǎo)了Gutzwiller方法程序?qū)崿F(xiàn)必須用到的相關(guān)公式以及Gutzwiller用牛頓法迭代的公式,并且我們對于程序結(jié)構(gòu)有一些大體的介紹。我們的新方法極大的提高了程序的收斂性,可以讓LDA+Gutzwiller的計算方法更快、更穩(wěn)定。我們用之前所使用的線性混合的Gutzwiller方法驗證了牛頓法Gutzwiller的計算結(jié)果。結(jié)果顯示,在簡單的例子中,新的方法可以和線性混合法得到相同的結(jié)果,并且新方法可以在一些更為復(fù)雜的算例中得到之前的方法無法得到的收斂解。我們用程序計算了幾種典型的強(qiáng)關(guān)聯(lián)材料,包括SrVO_3,LaCoO_3and La_2O_3Fe_2Se_2.我們程序的的結(jié)果和之前的研究符合的很好。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB305

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本文編號：2634908