L-spinor basis set for relativistic calculations of the electronic structure of multicharged ions

Abstract

Многие методы расчета электронной структуры кристаллов используют волновые функции атомов, составляющих кристаллическую решетку. В данной работе решается уравнение Дирака с сферически симметричным потенциалом методом разложения решения по конечному базису и сведения задачи к задаче о поиске минимума функции конечного числа переменных. При решении уравнения Дирака методом разложения решения по конечному базису могут возникать ложные состояния, которые необходимо исключать для повышения точности при расчетах кристаллов. Использование базисов, удовлетворяющих кинетическому балансу, позволяет решить проблему появления ложных состояний. В данной работе в качестве базиса используются L-спиноры, которые являются кинетически сбалансированными, а также обладают рядом других свойств.

Atomic wave functions are used by many methods of calculating the electronic structure of crystals.This paper considers stationary Dirac equation with a spherically symmetrical potential. Finite basis decomposition is used for reducing the task to finding a minimum of a function with a finite number of variables. Spurious states may occur when using finite basis set decomposition for solving the Dirac equation, which are to be eliminated in order to get adequate accuracy while calculating electronic structure of crystals. The problem can be solved by implementing kinetically balanced basis sets. In this paper L-spinor basis set is considered, with the ones being kinetically balanced and having some other properties.