Relativistic Optimized Potential Method for magnetic solids

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The aim of the project is to implement for the first time the relativistic optimized potential method (ROPM) for magnetic solids. This will be achieved by an extension of a non-relativistic approach that makes use of the Korringa-Kohn-Rostoker Green's function (KKR-GF) method of band structure calculation. Implementation will be done in various steps that allow in particular to study the impact of spin-orbit coupling for nonmagnetic (semiconductors) and magnetic solids with the spinmagnetization dominating (ferromagnetic transition metal alloys). Because the ROPM leads to a current dependent potential it is expected that this new approach will give an improved description of orbital magnetism compared to standard calculations based on relativistic spin density functional theory or other available schemes. As a consequence, an implementation of the ROPM will allow to monitor the applicability and success of new correlation functionals over a wide range of properties of magnetic solids. Corresponding ROPM-based results will also supply important and helpful information to construct explicit functionals for the exchange correlation energy within the framework of current density functional theory (CDFT). Das Ziel des Projektes ist die erstmalige Implementierung der relativistischen Version der Methode des optimierten Potentials (ROPM) für magnetische Festkörper. Dies wird durch eine Verallgemeinerung eines entsprechenden nicht-relativistischen Verfahrens erreicht werden, das auf die Korringa-Kohn-Rostoker Green's Funktionsmethode (KKR-GF) zur Berechnung von Bandstrukturen aufbaut. Die Umsetzung wird in mehreren Schritten erfolgen, die insbesondere bereits den Einfluß der Spin-Bahn-Kopplung bei nicht-magnetischen (Halbleitern) bzw. magnetischen Festkörpern mit einer dominierenden Spinmagnetisierung (ferromagnetische Übergangsmetalllegierungen) untersuchen lassen. Da die ROPM zu einem stromabhängigen Potential führt, wird erwartet, daß das entwickelte Verfahren, im Vergleich zu einer Standardrechnung auf der Grundlage der relativistischen Spindichtefuntionaltheorie oder anderen verfügbaren Methoden, eine verbesserte Beschreibung des orbitalen Magnetismus ermöglichen wird. Eine Umsetzung der ROPM wird es daher erlauben, die Anwendberkeit und den Erfolg neuer Korrelationsfunktionale für eine weite Spanne von physikalischen Eigenschaften zu verfolgen. Entsprechende ROPM-basierte Ergebnisse werden zudem wichtige und hilfreiche Informationen zur Konstruktion expliziter Funktionale für die Austausch-Korrelationsenergie im Rahmen der Stromdichtefuntionaltheorie (CDFT) liefern.