論文の概要: Quantum phase transitions in one-dimensional nanostructures: a
comparison between DFT and DMRG methodologies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.12463v1
- Date: Mon, 19 Feb 2024 19:10:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-21 18:38:25.486848
- Title: Quantum phase transitions in one-dimensional nanostructures: a
comparison between DFT and DMRG methodologies
- Title（参考訳）: 一次元ナノ構造における量子相転移:dft法とdmrg法の比較
- Authors: T. Pauletti, M. Sanino, L. Gimenes, I. M. Carvalho and V. V.
Fran\c{c}a
- Abstract要約: 我々は密度汎関数理論と密度行列再正規化群を用いて、多様な分子系の電子相関効果に対処する。
閉じ込められた鎖では、DFTは金属相、最も高い偏差はモット相とバンド絶縁体相に現れる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In the realm of quantum chemistry, the accurate prediction of electronic
structure and properties of nanostructures remains a formidable challenge.
Density Functional Theory (DFT) and Density Matrix Renormalization Group (DMRG)
have emerged as two powerful computational methods for addressing electronic
correlation effects in diverse molecular systems. We compare ground-state
energies ($e_0$), density profiles ($n$) and average entanglement entropies
($\bar S$) in metals, insulators and at the transition from metal to insulator,
in homogeneous, superlattices and harmonically confined chains described by the
fermionic one-dimensional Hubbard model. While for the homogeneous systems
there is a clear hierarchy between the deviations, $D\%(\bar S)<D\%(e_0)< \bar
D\%(n)$, and all the deviations decrease with the chain size; for superlattices
and harmonical confinement the relation among the deviations is less trivial
and strongly dependent on the superlattice structure and the confinement
strength considered. For the superlattices, in general increasing the number of
impurities in the unit cell represents less precision on the DFT calculations.
For the confined chains, DFT performs better for metallic phases, while the
highest deviations appear for the Mott and band-insulator phases. This work
provides a comprehensive comparative analysis of these methodologies, shedding
light on their respective strengths, limitations, and applications.
- Abstract（参考訳）: 量子化学の領域では、ナノ構造の電子構造と性質の正確な予測は依然として難しい課題である。
密度汎関数理論 (DFT) と密度行列再正規化群 (DMRG) は、様々な分子系における電子相関効果に対処する2つの強力な計算手法として登場した。
我々は、金属、絶縁体、金属から絶縁体への遷移における基底状態エネルギー(e_0$)、密度プロファイル(n$)および平均エンタングルメントエントロピー(\bar S$)を、フェミオン一次元ハバードモデルによって記述された等質、超格子および調和に制限された鎖で比較した。
均質系では、偏差の間に明確な階層があり、$d\%(\bar s)<d\%(e_0)< \bar d\%(n)$ であり、全ての偏差は鎖の大きさとともに減少する。
超格子の場合、一般に単位セル内の不純物数が増加すると、DFT計算の精度は低下する。
閉じ込められた鎖では、DFTは金属相、最も高い偏差はモット相とバンド絶縁体相に現れる。
この研究はこれらの方法論の包括的比較分析を提供し、それぞれの強み、限界、応用に光を当てている。
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