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Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie
UMR 7590 - UPMC/CNRS/IRD/MNHN

Cumulant Green’s function approaches for excited states, x-ray spectra, and thermodynamic properties - John J. Rehr

John J. Rehr - University of Washington (Seattle) and SLAC

Lundi 11 décembre 2017 à 10 h 30

IMPMC - UPMC - 4 place Jussieu, 75005 Paris, tour 23, 4e étage, couloir 22-23, salle 401

Abstract

A quantitative treatment of electronic excitations and many-body effects in condensed matter has long been challenging. Physically, these correlation effects lead to inelastic losses and satellites that are ignored in independent particle approximations. Quasi-particle approaches yield significant improvements, as in GW and GW/Bethe-Salpeter equation methods, but ignore multi-electron excitations. Recently there has been considerable interest in cumulant Green’s function methods. In contrast to GW, the approach explains the multiple-plasmon satellites observed in XPS.   We also  discuss an extension based on a particle-hole cumulant to treat intrinsic and extrinsic losses and interference effects, including a real-time treatment for intrinsic charge-transfer excitations. The particle-hole cumulant also explains the energy-dependence of the many-body amplitude factors S02 in EXAFS. Finally we discuss the role of temperature using a finite temperature (FT) extension, where the cumulant is obtained from the Matsubara Green's function and the FT RPA loss function. The method is applied the homogeneous electron gas over a wide range of densities and temperatures from cool (T<TF) to the warm dense matter regime (T ~ TF), where TF is the Fermi temperature.  We find that correlation effects remain strong and damping increases in WDM, blurring the conventional quasi-particle picture.  The method also yields thermodynamic properties and exchange-correlation potentials and energies in agreement with quantum-Monte Carlo calculations.

Cécile Duflot - 04/12/17

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