First-principles method justifying the Dieke diagram and beyond
First-principles method justifying the Dieke diagram and beyond
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第一性原理方法证明 Dieke 图及其他图的合理性
DOI：
10.1103/physrevresearch.5.013111
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发表时间：
2023
影响因子：
4.2
通讯作者：
Sato Kazunori
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Suzuki Katsuhiro;Kotani Takao;Sato Kazunori
本文提出了一种由准粒子自洽GW（QSGW）方法的结果确定处理固体中稀土多重态的模型哈密顿量的方法。我们将该方法应用于三价Eu化合物，EuN，和Eu掺杂的GaN后，检查自由稀土离子。我们用精确对角化方法求解了模型的哈密顿量。我们的结果证明了Dieke图在固体离子中的应用，同时也阐明了它的局限性。特别是，我们表明，晶体场导致相当大的破坏的Russell-Saunders耦合。
We present a method to determine the model Hamiltonians to treat rare-earth multiplets in solids from the results of the quasiparticle self-consistentGW(QSGW) method. We apply the method to trivalent Eu compounds, EuN, and Eu-doped GaN after examining free rare-earth ions. We solve the model Hamiltonian by the exact diagonalization. Our results justify applying the Dieke diagram to ions in solid, while its limitation is clarified. In particular, we show that the crystal fields cause sizable breaking of the Russell-Saunders coupling.
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