Verbesserte Tetrahedron-Methode für Brillouin-Zonen-Integration

Mehrere Verbesserungen der Tetrahedron-Methode für Brillouin-Zonen-Integrationen werden vorgestellt. (1) Ein translationales Gitter von k-Punkten und Tetraedern wird vorgeschlagen, das die Ergebnisse für Isolatoren identisch macht mit denen, die mit Spezialpunktmethoden bei derselben Anzahl von k-Punkten erhalten wurden. (2) Eine einfache Korrekturformel geht über die lineare Approximation der Matrizen-Elemente innerhalb der Tetraeder hinaus und verbessert auch die Ergebnisse für Metalle signifikant. Für eine erforderliche Genauigkeit wird die Anzahl der k-Punkte um Größenordnungen reduziert. (3) Irreduzible k-Punkte und Tetraeder werden durch ein vollautomatisiertes Verfahren ausgewählt, das als Eingabe nur die Raumgruppenoperationen benötigt. (4) Die Integration wird als gewichtete Summe über irreduzible k-Punkte formuliert, wobei die Integrationsgewichte einmal für eine gegebene Bandstruktur unter Verwendung der Tetrahedron-Methode berechnet werden. Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung der Tetrahedron-Methode auch in elektronischen Strukturmethoden, die auf ebenen Wellen basieren.