本报讯  来自中国科大物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心，国际功能材料量子设计中心(ICQD)的赵瑾教授研究团队在第一性原理激子动力学方法发展方向取得了重要进展。团队在自主知识产权的程序Hefei-NAMD中率先实现了自旋分辨的real-time GW+BSE（GW+rtBSE）激子动力学，可以在第一性原理的层面上准确包含多体效应，突破了GW+BSE方法在含时动力学上的瓶颈。该研究结果发表在Science Advances上。第一作者蒋翔是合肥微尺度物质科学国家研究中心博士生，赵瑾教授为通讯作者。

在光激发的情况下，固体中产生的电子与空穴会通过库仑相互作用束缚在一起，形成激子。然而，现有的GW+BSE方法只能得到激子的波函数与束缚能，对激子的含时动力学超快过程无能为力，由于其巨大的计算量，几十年来都难以在动力学领域有所发展。经过漫长地摸索与尝试，赵瑾团队成功地将单体的含时Kohn-Sham (time-dependent KS)方程推广到含时两体BSE方程（real-time BSE），从而得到激子波函数的含时演化，同时引入了动力学过程中介电函数不变的近似，在整个模拟过程中，只需进行一次GW计算，在保证结果准确度的基础上，大幅度减少了计算量。

（物理学院合肥微尺度物质科学国家研究中心国际功能材料量子设计中心 中科院量子信息与量子科技创新研究院 科研部）