Evaluación de las interacciones de Coulomb en metales de transición

Discutimos diferentes métodos de cálculo de la interacción de Coulomb en pantalla U en metales de transición y comparamos la denominada aproximación de densidad local con restricción (LDA) con el enfoque GW. Aclaramos que ofrecen métodos complementarios para tratar la pantalla y, por lo tanto, deberían servir para diferentes propósitos. El análisis se ilustra con cálculos para el Ni ferromagnético. En el método GW ab initio, la renormalización de las interacciones de Coulomb en el sitio desnudo entre electrones 3d (siendo del orden de 20--30 eV) ocurre principalmente a través de la pantalla por los mismos electrones 3d, tratados en la aproximación de fase aleatoria (RPA). La principal diferencia del método LDA con restricción del método GW es que se ocupa de los procesos neutros, donde las interacciones de Coulomb son adicionalmente pantalladas por el electrón "excitado", ya que continúa en el sistema. Este es el canal principal de pantalla por electrones itinerantes (4sp), que es especialmente fuerte en el caso de metales de transición y ausente en el enfoque GW, aunque los detalles de esta pantalla pueden verse afectados por aproximaciones adicionales, que típicamente complementan estos dos métodos. La principal desventaja del método LDA convencional con restricción es que no nos permite tratar la dependencia energética de U, mientras que los cálculos completos de GW requieren cálculos pesados. Proponemos una aproximación prometedora basada en la combinación de estos dos métodos. Primero, tenemos en cuenta la pantalla de las interacciones de Coulomb en las bandas similares a electrones 3d ubicadas cerca del nivel de Fermi por los estados del subespacio ortogonal, utilizando los métodos LDA con restricción. Las interacciones obtenidas se renormalizan posteriormente dentro de las bandas cercanas al nivel de Fermi en RPA. Esto permite la pantalla dependiente de la energía por electrones ubicados cerca del nivel de Fermi, incluyendo los mismos electrones 3d.