The analysis of extensive density functional/molecular dynamics simulations (over 500 atoms, up to 100 ps) of liquid bismuth at four temperatures between 573 K and 1023 K has provided details of the dynamical structure factors, the dispersion of longitudinal and transverse collective modes, and related properties (power spectrum, viscosity, and sound velocity). Agreement with available inelastic x-ray and neutron scattering data and with previous simulations is generally very good. The results show that density functional/molecular dynamics simulations can give dynamical information of good quality without the use of fitting functions, even at long wavelengths.

1.
V. M.
Giordano
and
G.
Monaco
,
Phys. Rev. B
79
,
020201
(
2009
).
2.
S.
Hosokawa
,
M.
Inui
,
Y.
Kajihara
,
K.
Matsuda
,
T.
Ichitsubo
,
W.-C.
Pilgrim
,
H.
Sinn
,
L. E.
González
,
D. J.
González
,
S.
Tsutsui
, and
A. Q. R.
Baron
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
105502
(
2009
).
3.
S.
Hosokawa
,
S.
Munejiri
,
M.
Inui
,
Y.
Kajihara
,
W.-C.
Pilgrim
,
Y.
Ohmasa
,
S.
Tsutsui
,
A. Q. R.
Baron
,
F.
Shimojo
, and
K.
Hoshino
,
J. Phys.: Condens. Matter
25
,
112101
(
2013
).
4.
S.
Hosokawa
,
M.
Inui
,
Y.
Kajihara
,
S.
Tsutsui
, and
A. Q. R.
Baron
,
J. Phys.: Condens. Matter
27
,
194104
(
2015
).
5.
M.
Zanatta
,
F.
Sacchetti
,
E.
Guarini
,
A.
Orecchini
,
A.
Paciaroni
,
L.
Sani
, and
C.
Petrillo
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
187801
(
2015
).
6.
R. O.
Jones
,
Rev. Mod. Phys.
87
,
897
(
2015
).
7.
A.
Delisle
,
D. J.
González
, and
M. J.
Stott
,
Phys. Rev. B
73
,
064202
(
2006
).
8.
N.
Jakse
and
A.
Pasturel
,
Phys. Rev. B
79
,
144206
(
2009
).
9.
L. E.
González
and
D. J.
González
,
Phys. Rev. B
77
,
064202
(
2008
).
10.
S.
Şengül
,
D. J.
González
, and
L. E.
González
,
J. Phys.: Condens. Matter
21
,
115106
(
2009
).
11.
J.
Souto
,
M. M. G.
Alemany
,
L. J.
Gallego
,
L. E.
González
, and
D. J.
González
,
Phys. Rev. B
81
,
134201
(
2010
).
12.
M.
Inui
,
Y.
Kajihara
,
S.
Munejiri
,
S.
Hosokawa
,
A.
Chiba
,
K.
Ohara
,
S.
Tsutsui
, and
A. Q. R.
Baron
,
Phys. Rev. B
92
,
054206
(
2015
).
13.
S.
Munejiri
,
F.
Shimojo
, and
K.
Hoshino
,
Phys. Rev. B
86
,
104202
(
2012
).
14.
R. M.
Khusnutdinoff
and
A. V.
Mokshin
,
JETP Lett.
100
,
39
(
2014
).
15.
N.
Jakse
and
A.
Pasturel
,
Sci. Rep.
3
,
3135
(
2013
).
16.
F.
Hummel
,
G.
Kresse
,
J. C.
Dyre
, and
U. R.
Pedersen
,
Phys. Rev. B
92
,
174116
(
2015
).
17.
M.
Marqués
,
L. E.
González
, and
D. J.
González
,
Phys. Rev. B
92
,
134203
(
2015
).
18.
H.
Jones
,
Proc. R. Soc., London, Sect. A
147
,
396
(
1934
).
19.
R. E.
Peierls
,
Quantum Theory of Solids
(
Oxford University Press
,
Oxford
,
1955
), pp.
108
114
.
20.
M.
Mayo
,
E.
Yahel
,
Y.
Greenberg
, and
G.
Makov
,
J. Phys.: Condens. Matter
25
,
505102
(
2013
).
21.
Y.
Greenberg
,
E.
Yahel
,
E. N.
Caspi
,
C.
Benmore
,
B.
Beuneu
,
M. P.
Dariel
, and
G.
Makov
,
Europhys. Lett.
86
,
36004
(
2009
).
22.
U.
Dahlborg
and
L. G.
Olsson
,
J. Phys. F: Met. Phys.
13
,
555
(
1983
).
23.
L.
Sani
,
L. E.
Bove
,
C.
Petrillo
, and
F.
Sacchetti
,
J. Non-Cryst. Solids
353
,
3139
(
2007
).
24.
K.
Shibata
,
S.
Hoshino
, and
H.
Fujishita
,
J. Phys. Soc. Jpn.
53
,
899
(
1984
).
25.
J.
Akola
,
N.
Atodiresei
,
J.
Kalikka
,
J.
Larrucea
, and
R. O.
Jones
,
J. Chem. Phys.
141
,
194503
(
2014
).
26.
CPMD V3.17 © IBM Corp 1990-2013, © MPI für Festkörperforschung Stuttgart, 1997-2001.
27.
N.
Troullier
and
J. L.
Martins
,
Phys. Rev. B
43
,
1993
(
1991
).
28.
S. G.
Louie
,
S.
Froyen
, and
M. L.
Cohen
,
Phys. Rev. B
26
,
1738
(
1982
).
29.
J. P.
Perdew
,
A.
Ruzsinszky
,
G. I.
Csonka
,
O. A.
Vydrov
,
G. E.
Scuseria
,
L. A.
Constantin
,
X.
Zhou
, and
K.
Burke
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
136406
(
2008
).
30.
M. J.
Assael
,
A. E.
Kalyva
,
K. D.
Antoniadis
,
R. M.
Banish
,
I.
Egry
,
J. T.
Wu
,
E.
Kaschnitz
, and
W. A.
Wakeham
,
High Temp.-High Pressures
41
,
161
(
2012
).
31.
J.
Kalikka
,
J.
Akola
, and
R. O.
Jones
,
Phys. Rev. B
90
,
184109
(
2014
).
32.
T. H.
Lee
and
S. R.
Elliott
,
Phys. Rev. B
84
,
094124
(
2011
).
33.
S.
Kohara
, private communication (2014).
34.
S.
Nosé
,
J. Chem. Phys.
81
,
511
(
1984
);
W. G.
Hoover
,
Phys. Rev. A
31
,
1695
(
1985
).
35.
S.-T.
Lin
,
M.
Blanco
, and
W. A.
Goddard
,
J. Chem. Phys.
119
,
11792
(
2003
).
36.
M. P.
Desjarlais
,
Phys. Rev. E
88
,
062145
(
2013
).
37.
P. H.
Berens
,
D. H. J.
Mackay
,
G. M.
White
, and
K. R.
Wilson
,
J. Chem. Phys.
79
,
2375
(
1983
).
38.
39.
J.-P.
Hansen
and
I. R.
McDonald
,
Theory of Simple Liquids
, 4th ed. (
Academic Press
,
Oxford
,
2013
).
40.
T.
Gaskell
and
S.
Miller
,
J. Phys. C: Solid State Phys.
11
,
4839
(
1978
).
41.
B. J.
Palmer
,
Phys. Rev. E
49
,
359
(
1994
).
42.
B.
Hess
,
J. Chem. Phys.
116
,
209
(
2002
).
43.
U.
Balucani
,
J. P.
Brodholt
,
P.
Jedlovszky
, and
R.
Vallauri
,
Phys. Rev. E
62
,
2971
(
2000
).
44.
W. E.
Alley
and
B. J.
Alder
,
Phys. Rev. A
27
,
3158
(
1983
).
45.
A.
Einstein
,
Ann. Phys. (Leipzig)
322
,
549
(
1905
).
46.
U.
Balucani
,
R.
Vallauri
, and
T.
Gaskell
,
Phys. Rev. A
35
,
4263
(
1987
).
47.
N.
Jakse
,
J. F.
Wax
, and
A.
Pasturel
,
J. Chem. Phys.
126
,
234508
(
2007
).
48.
H. R.
Schober
and
H. L.
Peng
,
Phys. Rev. E
93
,
052607
(
2016
).
49.
N.
Jakse
and
A.
Pasturel
,
J. Chem. Phys.
144
,
244502
(
2016
).
50.
J. L.
Yarnell
,
J. L.
Warren
,
R. G.
Wenzel
, and
S. H.
König
,
IBM J. Res. Dev.
8
,
234
(
1964
).
51.
M.
Inui
, private communication (2016).
52.
O. J.
Kleppa
,
J. Chem. Phys.
18
,
1331
(
1950
).
53.
S.
Blairs
,
Phys. Chem. Liq.
45
,
399
(
2007
).
54.
S.
Mudry
,
Y.
Plevachuk
,
V.
Sklyarchuk
, and
A.
Yakymovych
,
J. Non-Cryst. Solids
354
,
4415
(
2008
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.