一种可行且准确的金属和掺杂半导体晶格外延（GW）模拟方法

《npj Computational Materials》：A viable and accurate route to GW simulations of metals and doped semiconductors

　　

摘要

在这项工作中，我们提出了一种高效且完全基于第一性原理（ab initio）的方法来计算屏蔽库仑势，该方法专为二维（2D）和三维（3D）金属设计，适用于评估GW（Green's Function-Wardie-Smith）修正。虽然在体块金属中准粒子重整化效应通常可以忽略不计，但二维金属可能表现出类似半导体的特性，例如由于维度降低导致的库仑相互作用而引起的大量准粒子能量重整化。虽然原则上可以用GW方法来描述这一现象，但除了少数开创性的例外情况外，这类计算一直受到采样要求过高的限制，从而难以实现。我们证明了插值和外推方案的结合以及对动态效应的考虑对于正确处理长波长极限下的带内极化率至关重要。作为应用实例，我们报告了选定的掺杂二维半导体的能隙重整化结果，其结果与角分辨光电子能谱（ARPES）测量结果非常吻合。