Расчеты физических свойств ионных кристаллов из первых принципов

Представлен обзор первопринципных расчетов физических свойств ионных кристаллов. Описываются два существенно различных микроскопических подхода к этой задаче в рамках метода функционала электронной плотности. В одном из них используется стандартное зонное описание электронного спектра и волновых функций, основанное на решении уравнений Кона–Шэма. Во втором подходе полная электронная плотность кристалла представляется как суперпозиция плотностей отдельных ионов. Обсуждается проблема определения электрической поляризации кристалла в обоих подходах. Показано, что трудности в ее определении в рамках метода Кона–Шэма обусловлены именно использованием блоховского описания электронной волновой функции, а не физикой самого явления. Подробно изложен метод поляризуемого и деформируемого иона и описано его применение для расчета многих свойств ионных кристаллов, включая динамику решетки и структурную стабильность различных кристаллических фаз.