Application de la méthode de l’atome neutre auxiliaire au calcul de l’énergie des métaux simples

L. DAGENS

Commissariat à l’Energie Atomique, Centre d’Etudes de Limeil

BP n° 27, 94190 Villeneuve-St-Georges, France

(Reçu le I S décembre 1972, révisé le 14 mars 1973)

Résumé.

 La méthode de l’atome neutre auxiliaire proposée par l’auteur est appliquée au calcul Hartree-Fock-Slater de l’énergie de liaison U d’un métal simple. U est écrite sous forme d’une somme de contributions liées, tronquées au-delà du terme binaire UII. L’énergie de formation UI d’un atome neutre isolé est calculée directement à partir du potentiel ionique vrai par la technique de l’atome neutre auxiliaire. L’énergie de paire UII (qui dépend de la structure du métal) est écrite sous la forme d’une somme de termes comportant l’énergie électrostatique et l’énergie de structure de bande, qui est calculée à partir de la densité de l’atome neutre indéformable. La présente méthode a été comparée numériquement à la méthode APW self-consistante dans le cas du Li, Na et K ; l’écart entre les résultats correspondants est inférieur à 10-3 u. a. Les valeurs de |U |, calculées pour les alcalins (de Li à Cs) à l’approximation de Gaspar-Kohn-Sham (GKS) pour l’échange, et de Nozières et Pines pour les corrélations, sont systématiquement supérieures aux valeurs expérimentales de 4 à 5 % environ ; cet écart est attribué à l’approximation GKS qui paraît surévaluer fortement l’énergie d’échange coeur-valence.

Abstract. 

The auxiliary neutral atom method proposed by the author is applied to the HFS calculation of the binding energy U for simple metals. U is supposed to be expandable into a cluster expansion which is truncated after the binary cluster term UII. The main part of this paper deals with the accurate calculation of the isolated neutral atom energy UI. The auxiliary neutral atom technique is used to calculate this non structural contribution directly from the true ionic HFS potential. The structure dependant pair energy Un is divided into an electrostatic energy, a bandstructure energy Ubs and a complementary term. Ubs is computed from a simple formula involving the rigid neutral atom density. The present method has been compared numerically with selfconsistent HFS-APW calculations for Li, Na and K ; the agreement is better than 10-3 a. u. The calculated values |U| for the alkaline metals (Li to Cs), using the Gaspar-Kohn-Sham (GKS) approximation for exchange and the Nozières-Pines approximation for the correlation energy of the uniform valence electron gas, are found to be systematically about 4 to 5 % larger than the experimental values ; this significant discrepancy is imputed to the inaccuracy of the GKS approximation with respect to the core-valence exchange energy.

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00207450/document