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阿尼尔·达姆;安托万·莱维特;林，林

具有纠缠能带结构的Wannier函数的变分公式。 （英语） Zbl 1412.82041号

多尺度模型。模拟。 17，第1期，167-191（2019）.
摘要：Wannier函数提供了周期哈密顿量谱子空间的局域表示，在解释和加速量子物理和化学中的Hartree-Fock和Kohn-Sham密度泛函理论计算方面发挥着重要作用。对于具有孤立能带结构的系统，很好地研究了指数局部化Wannier函数的存在性以及寻找它们的数值算法。相反，对于具有纠缠带结构的系统，必须将Wannier函数推广到大于感兴趣的谱子空间的子空间，以实现良好的空间局部化。在这种情况下，人们对这些Wannier函数的理论性质知之甚少，而且很少有算法能够稳健地找到它们。我们发展了一个变分公式来计算这些广义最大局部化Wannier函数。当与基于密度矩阵方法的选定列的初始猜测配对时，我们的方法可以稳健地找到具有纠缠带结构系统的Wannier函数。我们将该问题表示为一个约束非线性优化问题，并说明如何将广泛使用的解纠缠过程解释为一种分裂方法来近似求解该问题。我们使用真实材料（包括硅、铜和铝）演示了我们方法的性能。为了更精确地研究Wannier函数的局部化性质，我们研究了一维和二维自由电子气体，其中我们表明最大局部化Wannier-函数只在代数上衰减。我们还用一个一维例子解释了如何修改它们以获得超代数衰减。

引用于三文件

MSC公司：

82天35分 金属统计力学
82D20型 固体统计力学
82-08 计算方法（统计力学）（MSC2010）

关键词：

Wannier函数;本地化;纠缠带;金属系统;变分法;优化;自由电子气体

软件：

瓦尼尔90;量子浓缩咖啡;朱莉娅
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{A.Damle}等人，多尺度模型。模拟。17，第1号，167--191（2019；Zbl 1412.82041）
全文： 内政部 arXiv公司

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