論文の概要: A practical route to donor binding energies: The DFT-1/2 method for shallow defects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14738v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 14:37:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.482244
• Title: A practical route to donor binding energies: The DFT-1/2 method for shallow defects
• Title（参考訳）: ドナー結合エネルギーへの実践的経路:浅部欠陥に対するDFT-1/2法
• Authors: Joshua Claes, Bart Partoens, Dirk Lamoen, Marcelo Marques, Lara K. Teles,
• Abstract要約: DFT-1/2法を用いて帯域ギャップの過小評価と非局在化誤差に対処する。 超セルサイズを無限にする補間スキームを用いることで,計算オーバーヘッドを最小限に抑えた正確な結合エネルギーが得られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Accurately calculating the binding energies of shallow defects requires large supercells to capture the extended nature of their wavefunctions. This makes many beyond-DFT methods, such as hybrid functionals, impractical for direct calculations, often requiring indirect or approximate approaches. However, standard DFT alone fails to provide reliable results due to the well-known band gap underestimation and delocalization errors. In this work, we employ the DFT-1/2 method to address these deficiencies while maintaining computational efficiency allowing us to reach supercells of up to 4096 atoms. We develop a practical procedure for applying DFT-1/2 to shallow defects and demonstrate its effectiveness for group V donors in silicon (P, As, Sb, Bi). By using an extrapolation scheme to infinite supercell size, we obtain accurate binding energies with minimal computational overhead. This approach offers a simple and direct method for calculating donor binding energies.
• Abstract（参考訳）: 浅い欠陥の結合エネルギーを正確に計算するには、大きなスーパーセルが波動関数の長大な性質を捉える必要がある。 これにより、ハイブリッド汎関数や直接計算では実用的ではなく、間接的あるいは近似的なアプローチを必要とするような多くの超DFT手法が作られる。 しかし、標準DFTだけでは、よく知られたバンドギャップの過小評価と非局在化誤差のため、信頼性の高い結果が得られない。 本研究では,DFT-1/2法を用いてこれらの欠陥に対処し,計算効率を向上し,最大4096原子のスーパーセルに到達できるようにする。 本研究では, DFT-1/2を浅部欠陥に適用するための実用的手法を開発し, シリコン(P, As, Sb, Bi)におけるグループVドナーの有効性を実証する。 超セルサイズを無限にする補間スキームを用いることで,計算オーバーヘッドを最小限に抑えた正確な結合エネルギーが得られる。 このアプローチはドナー結合エネルギーを計算するための単純で直接的な方法を提供する。

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