सेमीकंडक्टर और धातुओं में फोटोकरेन्ट के लिए अब इनिशियो वैनियर-प्रतिनिधित्व आधारित गणनाएँ

हम ठोस में फोटोकरेन्ट का अनुकरण करने के लिए सहसंवेदनशील व्युत्क्रम का उपयोग करते हुए वैनियर फ़ंक्शंस पर आधारित एक सामान्य अब इनिशियो पद्धति प्रस्तुत करते हैं। यह पद्धति सेमीकंडक्टर और धातुओं दोनों में किसी भी व्यवधान स्तर पर चार्ज/स्पिन DC और AC फोटोकरेन्ट के लिए व्यापक रूप से लागू होती है, दोनों रैखिक और गोलाकार ध्रुवीकृत प्रकाश के लिए। इसका कारण यह है कि पद्धति सिद्धांत रूप से संपूर्ण है (विश्राम-समय अनुमान में), अर्थात यह सभी अंतरबैंड, अंतर्विरोधीय और उनके क्रॉस टर्म शामिल करती है। विशेष रूप से दूसरे क्रम के DC फोटोकरेन्ट के लिए, यह निम्नलिखित सभी योगदानों को शामिल करती है---शिफ्ट करेंट, घूर्णन करेंट, (चुंबकीय) इंजेक्शन करेंट, बेरी वक्रता डाइपोल, और अन्य फर्मी सतह योगदान, न कि केवल उनके एक भाग को जैसा कि अधिकांश पिछले अब इनिशियो विधियों में होता है। यह विकृतता के मुद्दे से भी मुक्त है, अर्थात यह किसी भी बैंड संरचनाओं के लिए लागू होती है जिनमें कोई भी संख्या की विकृत बैंड होती हैं। हम विभिन्न सेमीकंडक्टर और धातुओं, जिसमें GaAs, ग्राफीन-hBN हेटेरोस्ट्रक्चर, एकलपर WS₂, एकलपर GeS, द्विश्‍टरी एंटीफेरोमैग्नेटिक MnBi₂Te₄, और टोपोलॉजिकल वायल सेमीमेटल RhSi, के चार्ज/स्पिन DC और AC फोटोकरेन्ट का अनुकरण करने के लिए विधि लागू करते हैं। हमारे सैद्धांतिक परिणाम पिछले सैद्धांतिक कार्यों के साथ मेल खाते हैं। GaAs, WS₂, और GeS के हमारे संख्यात्मक परीक्षण यह सुझाव देते हैं कि पारंपरिक विधि में विकृति थ्रेशोल्ड को ^ (2) के रूप में सेट करना चाहिए, जिसमें ^ (2) करीब ऊर्जा वाली दो स्थितियों के घनत्व मैट्रिक्स के ऑफ-डायगोनल तत्वों की विश्राम दर है। हम पाते हैं कि पारंपरिक वैनियर-फ़ंक्शन आधारित विधि की तुलना में, गैर-विकृत व्यवधान सिद्धांत का उपयोग करते हुए, द्विश्‍टरी एंटीफेरोमैग्नेटिक MnBi₂Te₄ के दृश्य आकर्षण के संख्यात्मक त्रुटियों को हमारे विधि द्वारा गोलाकार ध्रुवीकृत प्रकाश के लिए एक से दो आदेशों की मात्रा तक कम किया जा सकता है। हमारी विधि विभिन्न सामग्री में प्रचुर मात्रा में कमजोर-क्षेत्र फोटोकरेन्ट के घटनाओं के विश्वसनीय और सही भविष्यवाणियों के लिए एक सार्वभौमिक गणनात्मक उपकरण प्रदान करती है।