Theory of the Spin Susceptibility of an Inhomogeneous Electron Gas via the Density Functional Formalism

S.H. Vosko and J.P. Perdew
Can. J. Phys./Rev. can. phys. 53(14): 1385-1397 (1975)

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Abstract: The density functional theory of Hohenberg, Kohn, and Sham has been used to derive an exact variational expression for the spin susceptibility (χ) of an inhomogeneous electron gas. This variational expression allows one to simultaneously treat band and exchange correlation effects among the conduction electrons and, furthermore, includes the influence of core electrons on the latter. The use of a simple trial function and a local approximation for the exchange correlation functional in the variational expression results in a simple formula for χ (lower bound). The above approach is developed in parallel and compared with the self consistent single particle equations for a magnetized paramagnetic system including exchange correlation. These equations are used to obtain explicit expressions for the paramagnetic response functionals for noninteracting and interacting systems.

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Texte intégral (PDF de 1019 ko)    

Résumé : On a utilisé la théorie à fonctionnelle densité de Hohenberg, Kohn et Sham pour obtenir une expression variationnelle exacte de la susceptibilité de spin (χ) d'un gaz d'électrons non homogène. Cette expression variationnelle permet de traiter simultanéement les effets de bande et de corrélation d'échanges parmi les électrons de conduction; l'influence exercée sur ces derniers par les électrons intérieurs est aussi incluse. L'utilisation d'une fonction d'essai simple et d'une approximation locale pour la fonctionnelle de corrélation d'échange dans l'expression variationnelle conduit à une formule simple pour χ (limite inférieure). Pour fins de comparaison, cette méthode est développée en parallèle avec les équations du champ self-consistant pour une particule dans un système à aimantation paramagnétique, en incluant les corrélations d'échange. Ces équations servent à obtenir des expressions explicites des fonctionnelles de réponse paramagnétique de systèmes avec et sans interaction.

[Traduit par le journal]

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