НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Первопринципные расчеты транспортных свойств алюминия на основе решения кинетического уравнения методом Аллена в рамках псевдопотенциального подхода

СПИСОК АВТОРОВ:
Гальцов И.С., Минаков Д.В.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Гальцов Илья Сергеевич, Минаков Дмитрий Вячеславович

DOI:
https://doi.org/10.33849/2024303

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
13 ноября 2024 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
15

ГОД:
2024

СТРАНИЦЫ:
16-22

РУБРИКА:
Теплофизические свойства веществ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
транспортные свойства; кинетическое уравнение; вариационное приближение наименьшего порядка; метод Аллена; интерполяция Ванье; метод тетраэдров

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 536, УДК 537.9, ВАК 01.04.07, ГРНТИ 29.19.09

АННОТАЦИЯ:
В данной работе представлена первопринципная реализация метода расчета транспортных свойств материалов с использованием вариационного метода наименьшего порядка в~формулировке Аллена для решения кинетического уравнения. Впервые в рамках реализации метода Аллена для интегрирования в зоне Бриллюэна применена процедура интерполяции  mbox{Ванье} для зонной структуры, фононного спектра и матричных элементов электрон-фононного взаимодействия. Это нововведение существенно расширяет возможности применения данного метода. Подробно описаны технические аспекты выбранной методики и приведены результаты расчетов удельного сопротивления и электронной теплопроводности алюминия. Выполнен анализ сходимости результатов расчетов для различных сеток в обратном пространстве и сравнительный анализ методов интегрирования в зоне Бриллюэна. Продемонстрировано отличное согласие с экспериментальными данными в широком диапазоне температур в твердой фазе.

TITLE:
First-principles calculations of transport properties of aluminum based on Allen's method for the kinetic equation solution within the framework of the pseudopotential approach

AUTHORS:
Galtsov I.S., Minakov D.V.

KEYWORDS:
transport properties; kinetic equation; lowest order variational approximation; Allen's method; Wannier interpolation; tetrahedron method

ABSTRACT:
This paper presents a first-principles implementation of the method for calculating the transport properties of materials using the lowest order variational approximation in the formulation of Allen for solving the kinetic equation.
For the first time, within the framework of the implementation of the Allen's method for integration in the Brillouin zone, the Wannier interpolation procedure for the band structure, phonon spectrum and matrix elements of the electron-phonon interaction is used. This innovation significantly expands the possibilities of using this method.
The technical aspects of the chosen method are described in detail and the results of calculating resistivity and electronic thermal conductivity of aluminum are presented.
The analysis of the calculations convergence results for various grids in reciprocal space and the comparative analysis of the integration methods in the Brillouin zone are performed.
Excellent agreement with experimental data is demonstrated over a wide range of temperatures in the solid phase.