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Efficient GW calculations for SnO2, ZnO, and rubrene: The effective-energy technique

Authors :
Berger, Arjan
Reining, Lucia
Sottile, Francesco
Groupe Méthodes et outils de la chimie quantique (LCPQ) (GMO)
Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ)
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
European Theoretical Spectroscopy Facility (ETSF)
European Theoretical Spectroscopy Facility
Laboratoire des Solides Irradiés (LSI)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), American Physical Society, 2012, 85 (8), pp.085126. ⟨10.1103/PhysRevB.85.085126⟩, Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), 2012, 85 (8), pp.085126. ⟨10.1103/PhysRevB.85.085126⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

International audience; In a recent Rapid Communication [ J. A. Berger, L. Reining and F. Sottile Phys. Rev. B 82 041103 (2010)], we presented the effective-energy technique to evaluate, in an accurate and numerically efficient manner, electronic excitations by reformulating spectral sum-over-states expressions such that only occupied states appear. In our approach all the empty states are accounted for by a single effective energy that can be obtained from first principles. In this work we provide further details of the effective-energy technique, in particular, when combined with the GW method, in which a huge summation over empty states appears in the calculation of both the screened Coulomb interaction and the self-energy. We also give further evidence of the numerical accuracy of the effective-energy technique by applying it to the technological important materials SnO2 and ZnO. Finally, we use this technique to predict the band gap of bulk rubrene, an organic molecular crystal with a 140-atom unit cell.

Details

Language :
English
ISSN :
10980121 and 1550235X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), American Physical Society, 2012, 85 (8), pp.085126. ⟨10.1103/PhysRevB.85.085126⟩, Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics (1998-2015), 2012, 85 (8), pp.085126. ⟨10.1103/PhysRevB.85.085126⟩
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..543a3bb28bd99307e3fb6304dca4ef95
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.085126⟩