論文の概要: Quantum Monte Carlo study of the phase diagram of the two-dimensional uniform electron liquid
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.00425v1
- Date: Wed, 1 May 2024 10:15:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-02 15:57:39.060134
- Title: Quantum Monte Carlo study of the phase diagram of the two-dimensional uniform electron liquid
- Title（参考訳）: 量子モンテカルロ法による二次元一様電子液体の相図の研究
- Authors: Sam Azadi, N. D. Drummond, S. M. Vinko,
- Abstract要約: 本研究では, スピン非偏極およびスピン非偏極2次元均一電子液体について, 変分量子および拡散量子モンテカルロ法による研究を行った。
密度範囲1leq r_texts leq 40$で基底状態VMCおよびDMCエネルギーを得る。
- 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: We present a study of spin-unpolarized and spin-polarized two-dimensional uniform electron liquids using variational and diffusion quantum Monte Carlo (VMC and DMC) methods with Slater-Jastrow-backflow trial wave functions. Ground-state VMC and DMC energies are obtained in the density range $1 \leq r_\text{s} \leq 40$. Single-particle and many-body finite-size errors are corrected using canonical-ensemble twist-averaged boundary conditions and extrapolation of twist-averaged energies to the thermodynamic limit of infinite system size. System-size-dependent errors in Slater-Jastrow-backflow DMC energies caused by partially converged VMC energy minimization calculations are discussed. We find that, for $1 \leq r_\text{s} \leq 5$, optimizing the backflow function at each twist lowers the twist-averaged DMC energy at finite system size. However, nonsystematic system-size-dependent effects remain in the DMC energies, which can be partially removed by extrapolation from multiple finite system sizes to infinite system size. We attribute these nonsystematic effects to the close competition between fluid and defected crystal phases at different system sizes at low density. The DMC energies in the thermodynamic limit are used to parameterize a local spin density approximation correlation functional for inhomogeneous electron systems. Our zero-temperature phase diagram shows a single transition from a paramagnetic fluid to a hexagonal Wigner crystal at $r_\text{s}=35(1)$, with no region of stability for a ferromagnetic fluid.
- Abstract（参考訳）: Slater-Jastrow-backflow 波動関数を用いた変分量子および拡散量子モンテカルロ法 (VMC, DMC) を用いたスピン非偏極およびスピン偏極2次元均一電子液体の研究を行った。
基底状態VMCおよびDMCエネルギーは、密度範囲1 \leq r_\text{s} \leq 40$で得られる。
単粒子および多体有限サイズ誤差は、標準アンサンブル平均ツイスト平均境界条件と、ツイスト平均エネルギーを無限系サイズの熱力学限界に外挿することにより補正する。
部分収束VMCエネルギー最小化計算によるSlater-Jastrow-Backflow DMCエネルギーのシステムサイズ依存誤差について論じる。
1 の leq r_\text{s} \leq 5$ に対して、各ツイストでのバックフロー関数の最適化は、ツイスト平均 DMC エネルギーを有限系サイズで低下させる。
しかし、非体系的なシステムサイズ依存効果は DMC エネルギーに残っており、これは複数の有限系サイズから無限系サイズへの外挿によって部分的に除去することができる。
これらの非体系的効果は,低密度の異なるシステムサイズにおける流体相と欠陥結晶相の密接な競合に起因すると考えられる。
熱力学限界におけるDMCエネルギーは、不均一電子系で機能する局所スピン密度近似相関をパラメータ化するために用いられる。
常磁性流体から六方晶ウィグナー結晶への1つの転移をr_\text{s}=35(1)$で示す。
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