| 带隙问题:第一性原理电子能带理论研究现状 |
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| 引用本文： | 蒋鸿.带隙问题:第一性原理电子能带理论研究现状[J].化学进展,2012,24(6):910-927. |
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| 作者姓名： | 蒋鸿 |
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| 作者单位： | 北京分子科学国家实验室稀土材料化学和应用国家重点实验室 理论与计算化学研究所 北京大学化学与分子工程学院 北京 100871 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金面上项目(No.20973009,21173005)资助 |
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| 摘 要： | 电子能带结构是材料最基本的性质之一,对于材料的实际应用具有深刻影响。电子能带结构的理论描述一直以来都是第一性原理理论方法中最具挑战性的问题之一。作为材料理论计算“标准模型”的密度泛函理论,在局域密度近似或广义梯度近似下,存在着著名的“带隙问题”:半导体材料的理论带隙与实验值相比存在着显著的系统性误差。近年来,以改进对带隙的描述为主要目标之一,密度泛函理论领域有很多重要发展。同时,对于带隙问题,与密度泛函理论紧密相关但又有本质区别的另外一类理论方法是基于格林函数的第一性原理多体微扰理论,其中最为流行的GW方法是当前描述材料的电子能带结构最为准确的第一性原理方法,但一直以来都受限于计算量太大而无法应用于更复杂的体系。本文综述了密度泛函理论和格林函数多体理论在电子能带结构问题上的基本原理、最新进展以及存在的挑战性问题。希望通过比较两种理论框架的异同,为未来可能的发展思路提供启发。
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| 关 键 词： | 电子能带结构 带隙问题 密度泛函理论 广义Kohn-Sham 格林函数 多体微扰理论 GW近似 |
| 收稿时间： | 2012-01-01 |
| 修稿时间： | 2012-03-01 |
The Band Gap Problem:the State of the Art of First-Principles Electronic Band Structure Theory |
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| Jiang Hong.The Band Gap Problem:the State of the Art of First-Principles Electronic Band Structure Theory[J].Progress in Chemistry,2012,24(6):910-927. |
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| Authors: | Jiang Hong |
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| Institution: | Beijing National Laboratory of Molecular Sciences, State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and Applications, Institute of Theoretical and Computational Chemistry, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | electronic band structure the band gap problem density-functional theory generalized Kohn-Sham Green&rsquo s function many-body perturbation theory GW approximation |
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