Electron Density Distribution at Point Defects. Application of the Quadratic Response Theory

Abstract

The static quadratic response theory of the electron gas including exchange and correlation corrections is applied to point defects. Induced electron densities, potentials, and screening lengths are calculated for a point charge and for a vacancy in the jellium. The results are compared with existing self-consistent calculations for these systems as a test for the reliability of the quadratic screening. In general a large part of the deficiency of the linear screening is removed already by the quadratic terms. The calculations presented here are a first step towards an ab initio inclusion of the host ion potentials in a non-linear screening of defects in simple metals.Die beziiglich Austausoh und Korrelation korrigierte Theorie der statischen quadratischen Response des Elektronengases wird auf Punktdefekte angewandt. Fur die Punktladung und die Monovakanz, beide eingebettet in das Jellium, werden induzierte Eiektronendichten, Potentiale und hbschirmlangen berechnet. Diese Ergebnisse werden mit existierenden selbstkonsistenten Ergebnissen verglichen. Es zeigt sich, daB der uberwiegende Teil des Unterschiedes zwischen der linearen Response und den selbstkonsistenten Ergebnissen durch die quadratische Response beseitigt wird. Die Rechnungen stellen einen ersten Schritt dar fur die ab initio-Berucksichtigung des Wirtsgitters bei der nichtlinearen Abschirmung von Punktdefekten in einfachen Metallen.