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Garcia-Blazquez, M AAutor (correspondencia)Palacios, J JAutor (correspondencia)

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7 de abril de 2025
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Sí

First-principles excitons in periodic systems with Gaussian density fitting and Ewald potential functions

Publicado en: Physical Review Research. 7 (1): 013156- - 2025-02-12 7(1), DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.013156

Autores:

García-Blázquez, MA; Palacios, JJ
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Afiliaciones

Facultad de Ciencias. Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Condensed Matter Phys Ctr IFIMAC, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Dept Condensed Matter Phys, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
Univ Autonoma Madrid, Inst Nicolas Cabrera INC, Madrid 28049, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Excitons, namely, neutral excitations in a system of electrons arising from the electron-hole interaction, are often essential to explain optical measurements in materials. They are governed by the Bethe-Salpeter equation, which can be cast into a matrix form that is formally analogous to the one for electrons at the mean-field level. However, constructing the corresponding excitonic Hamiltonian in practice is challenging, specially from a computational perspective if one wishes to surpass effective models. Methods that enable such calculations from the different density-functional theory frameworks currently available are, therefore, convenient. In this work, we present an approach to solve the BSE starting from a self-consistent calculation in any nonmetallic solid by evaluating the electron-hole kernel in real space with a localized, Gaussian-type basis. It is based on the Gaussian density fitting or resolution of the identity approximation to reduce the initial quartic scaling in the basis dimension, in combination with the use of Ewald-type potential functions to automatically sum the conditionally convergent lattice series. The method inherits the features of the localized basis, in particular the reduced computational requirements due to the small and tunable Hilbert-space dimension, the natural adaptation to lower-dimensional systems or the possibility to evaluate optical matrix elements exactly. As an illustration of the computational implementation, we provide examples of exciton spectra and optical absorption in some paradigmatic 2D and 3D materials where the single-particle approximation fails qualitatively.
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Palabras clave

Auxiliary basis-setsElectron-hole excitationsGreens-functionOptical-propertiesQuasi-particleRi-cc2 calculationsSemiconductorsSolid argonSummationValence

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Physical Review Research debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 25/114, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Physics, Multidisciplinary.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-05:

  • WoS: 1
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-05:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 3.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 3 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 5.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 13 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (GARCIA BLAZQUEZ, MANUEL ANTONIO) y Último Autor (PALACIOS BURGOS, JUAN JOSE).

los autores responsables de establecer las labores de correspondencia han sido GARCIA BLAZQUEZ, MANUEL ANTONIO y PALACIOS BURGOS, JUAN JOSE.

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Reconocimientos ligados al ítem

M. A. G.-B. is deeply grateful to A. J. Uria-& Aacute;lvarez, J. K. Desmarais and J. J. Esteve-Paredes for truly helpful discus-sions. Also M. A. G.-B. acknowledges financial support from Universidad Autonoma de Madrid through a FPI-UAM grant. The authors acknowledge financial support from the Spanish MICINN (grants Nos. PID2019-109539GB-C43, TED2021-131323B-I00, and PID2022-141712NB-C21) , the Maria de Maeztu Program for Units of Excellence in R&D (Grant No. CEX2018-000805-M) , the Generalitat Valenciana through the Program Prometeo (2021/017) , the Comunidad de Madrid and Spanish State through the Recovery, Transformation and Resilience Plan [Materiales Disruptivos Bidimension-ales (2D) , MAD2D-CM-UAM7 Materiales Avanzados] , and the European Union through the EU funds. The authors thankfully acknowledge Red Espanola de Supercomputacion for the computational resources provided by Universidad de Malaga through the Projects No. FI-2024-2-0016 and No. FI-2024-3-0010.
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