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第一性原理计算是目前材料物性研究领域最为流行的一种理论计算方法。当所要研究的固体材料含有强关联d或f电子时,电子间的库仑相互作用不再可以忽略,单电子近似对其失效,所以传统的基于密度泛函理论的局域密度近似或是广义梯度近似往往不能给出令人满意的结果,甚至是完全错误的结果。动力学平均场理论(Dynamical mean-field theory)正是为了满足强电子体系的研究需要而提出的一套理论方法。近几年动力学平均场与密度泛函理论相结合用于计算强关联材料的性质,已经得到了一些比较好的结果。但是目前仅仅有国外几个研究小组实现了全自洽的LDA+DMFT方法,更没有直接可用的相关程序包;国内也鲜有这方面的工作。因此全自洽LDA+DMFT方法的实现对于我们研究实际的强关联材料物性有着重要的意义。 基于密度泛函和动力学平均场理论,我们在现有的赝势平面波程序BSTATE(Beijing Simulation Tool for Atom TEchnology)和基于LAPW方法的Wien2k程序上实现了LDA+DMFT自洽。目前在我们的工作中实现了Hubbard-I近似和连续时间蒙卡两种方法作为杂质模型的求解器,使得我们可以根据所研究问题的需要来选择合适的方法,从而快速而且准确的得到所需要的结果。为了避免繁重的频率求和计算,在我们的程序中采用了对自能的极点展开方法,从而极大的提高了计算效率,使得我们可以实现电荷全自洽的LDA+DMFT计算来研究强关联材料与能量有关的性质,比如平衡体积,体模量等。同时我们计算过程中可以考虑任意多个极点,这样提高速度的同时保证了我们计算的可靠性。 利用所实现的基于密度泛函和动力学平均场理论的全自洽LDA+DMFT方法,我们针对包括含有3d、4f和5f电子的强关联材料NiO、金属铈、金属镝和金属镅进行了计算研究。对于顺磁相NiO主要计算了它的电子结构性质,LDA+DMFT方法得到的电子态密度在费米面附近与实验结果一致,很好的展现了顺磁相NiO的Mott绝缘体特征;对于4f电子材料金属铈我们计算了γ相的平衡体积、体模量、电子态密度等性质,均得到了合理的结果,此外采用CTQMC方法研究了不同温度下f电子态密度与体积变化的规律;对于另一种4f电子材料金属镝研究了它的状态方程和高压下的电子结构,其f电子局域性非常强,并且在高压下也保持着这一性质,它的相变主要是由非关联电子变化所引起的;最后针对5f材料金属镅我们研究了其平衡体积、状态方程,以及常压和高压下的电子结构,均得到了满意的结果。