論文の概要: Low-density Phase Diagram of the Three-Dimensional Electron Gas

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.08743v3
• Date: Thu, 16 Jun 2022 08:41:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-28 06:04:23.662755
• Title: Low-density Phase Diagram of the Three-Dimensional Electron Gas
• Title（参考訳）: 三次元電子ガスの低密度相図
• Authors: Sam Azadi and N.D. Drummond
• Abstract要約: 変分および拡散量子モンテカルロ法を用いて、同質電子ガスの極低密度ゼロ温度相図を研究する。 その結果、電子ガスは常磁性流体から体中心立方晶へ直接1次量子相転移することが明らかとなった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Variational and diffusion quantum Monte Carlo methods are employed to investigate the zero-temperature phase diagram of the three-dimensional homogeneous electron gas at very low density. Fermi fluid and body-centered cubic Wigner crystal ground state energies are determined using Slater-Jastrow-backflow and Slater-Jastrow many-body wave functions at different densities and spin polarizations in finite simulation cells. Finite-size errors are removed using twist-averaged boundary conditions and extrapolation of the energy per particle to the thermodynamic limit of infinite system size. Unlike previous studies, our results show that the electron gas undergoes a first-order quantum phase transition directly from a paramagnetic fluid to a body-centered cubic crystal at density parameter $r_\text{s} = 86.6(7)$, with no region of stability for an itinerant ferromagnetic fluid. However there is a possible magnetic phase transition from an antiferromagnetic crystal to a ferromagnetic crystal at $r_\text{s}=93(3)$.
• Abstract（参考訳）: 変動量子モンテカルロ法と拡散量子モンテカルロ法を用いて、極低密度の3次元均質電子ガスの零温度相図を調べる。 Slater-Jastrow-backflow と Slater-Jastrow 多体波動関数を用いて, 有限シミュレーションセルの異なる密度およびスピン偏極におけるフェルミ流体および体中心ウィグナー結晶基底エネルギーを決定した。 ツイスト平均境界条件と粒子当たりのエネルギーを無限大の熱力学的限界まで外挿することにより、有限サイズの誤差を取り除く。 これまでの研究と異なり、電子ガスは常磁性流体から密度パラメータ $r_\text{s} = 86.6(7)$ で体中心立方晶に直接一階の量子相転移を行い、強磁性流体の安定性の領域を持たないことを示した。 しかし、反強磁性結晶から強磁性結晶への磁気相転移は、$r_\text{s}=93(3)$である。

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