論文の概要: Comparison of Optical Response from DFT Random Phase Approximation and
Low-Energy Effective Model: Strained Phosphorene
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.00554v2
- Date: Tue, 28 Sep 2021 13:54:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-16 10:54:41.120967
- Title: Comparison of Optical Response from DFT Random Phase Approximation and
Low-Energy Effective Model: Strained Phosphorene
- Title（参考訳）: dftランダム位相近似と低エネルギー有効モデルによる光学応答の比較:ひずみリン酸塩
- Authors: Mohammad Alidoust, Erlend E. Isachsen, Klaus Halterman, and Jaakko
Akola
- Abstract要約: 低エネルギー有効モデルと密度汎関数理論(DFT)の両方を用いて分散誘電率テンソルを比較して比較する。
この結果から, 広く使用されているDFTパッケージのランダム位相近似は, 信頼性の高い材料の基本電子特性を予測できるように再検討し, 改善することが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The engineering of the optical response of materials is a paradigm that
demands microscopic-level accuracy and reliable predictive theoretical tools.
Here we compare and contrast the dispersive permittivity tensor, using both a
low-energy effective model and density functional theory (DFT). As a
representative material, phosphorene subject to strain is considered. Employing
a low-energy model Hamiltonian with a Green's function current-current
correlation function, we compute the dynamical optical conductivity and its
associated permittivity tensor. For the DFT approach, first-principles
calculations make use of the first-order random-phase approximation. Our
results reveal that although the two models are generally in agreement within
the low-strain and low-frequency regime, the intricate features associated with
the fundamental physical properties of the system and optoelectronic device
implementation such as band gap, Drude absorption response, vanishing real
part, absorptivity, and sign of permittivity over the frequency range show
significant discrepancies. Our results suggest that the random-phase
approximation employed in widely used DFT packages should be revisited and
improved to be able to predict these fundamental electronic characteristics of
a given material with confidence. Furthermore, employing the permittivity
results from both models, we uncover the pivotal role that phosphorene can play
in optoelectronics devices to facilitate highly programable perfect absorption
of electromagnetic waves by manipulating the chemical potential and exerting
strain and illustrate how reliable predictions for the dielectric response of a
given material are crucial to precise device design.
- Abstract（参考訳）: 材料の光学応答の工学は、微視的精度と信頼できる予測論的ツールを必要とするパラダイムである。
ここでは、低エネルギー有効モデルと密度汎関数理論(DFT)の両方を用いて分散誘電率テンソルを比較し、対比する。
代表的な材料として、ひずみを受けるリン酸塩が考えられる。
グリーン関数の電流相関関数を持つ低エネルギーモデルハミルトニアンを用いて、動的光伝導率とその関連する誘電率テンソルを計算する。
DFT法では、第一原理計算は第一次ランダム位相近似を用いる。
その結果、この2つのモデルは一般に低ひずみ・低周波領域内では一致しているものの、システムの基本物理特性や、バンドギャップ、ドード吸収応答、消失実部、吸収率、周波数域での誘電率のサインといった光電子デバイス実装に関連する複雑な特徴は、大きな相違点を示していた。
この結果から, 広く使用されているDFTパッケージのランダム位相近似は, 信頼性の高い材料の基本電子特性を予測できるように再検討し, 改善することが示唆された。
さらに, 両モデルから得られた誘電率結果を用いて, 光電子デバイスにおいてリンが果たす重要な役割を明らかにすることにより, 化学ポテンシャルを操り, ひずみを行使することにより, 電磁波の高度にプログラム可能な完全吸収を促進する。
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