We recently developed a scheme to use low-cost calculations to find a single twist angle where the coupled cluster doubles energy of a single calculation matches the twist-averaged coupled cluster doubles energy in a finite unit cell. We used initiator full configuration interaction quantum Monte Carlo as an example of an exact method beyond coupled cluster doubles theory to show that this selected twist angle approach had comparable accuracy in methods beyond coupled cluster. Furthermore, at least for small system sizes, we show that the same twist angle can also be found by comparing the energy directly (at the level of second-order Moller–Plesset theory), suggesting a route toward twist angle selection, which requires minimal modification to existing codes that can perform twist averaging.

1.
T.
Gruber
,
K.
Liao
,
T.
Tsatsoulis
,
F.
Hummel
, and
A.
Grüneis
,
Phys. Rev. X
8
,
021043
(
2018
).
2.
T.
Gruber
and
A.
Grüneis
,
Phys. Rev. B
98
,
134108
(
2018
).
3.
K.
Liao
and
A.
Grüneis
,
J. Chem. Phys.
145
,
141102
(
2016
).
4.
T. N.
Mihm
,
A. R.
McIsaac
, and
J. J.
Shepherd
,
J. Chem. Phys.
150
,
191101
(
2019
).
5.
S.
Azadi
and
W. M. C.
Foulkes
,
Phys. Rev. B
100
,
245142
(
2019
).
6.
G. H.
Booth
,
A.
Grüneis
,
G.
Kresse
, and
A.
Alavi
,
Nature
493
,
365
(
2013
).
7.
M.
Ruggeri
,
P. L.
Ríos
, and
A.
Alavi
,
Phys. Rev. B
98
,
161105
(
2018
).
8.
J. J.
Shepherd
and
A.
Grüneis
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
226401
(
2013
).
9.
A.
Grüneis
,
J. J.
Shepherd
,
A.
Alavi
,
D. P.
Tew
, and
G. H.
Booth
,
J. Chem. Phys.
139
,
084112
(
2013
).
10.
T. N.
Mihm
,
B.
Yang
, and
J. J.
Shepherd
, arXiv:2007.11696 [cond-mat, physics:physics] (
2020
).
11.
J. J.
Shepherd
,
J. Chem. Phys.
145
,
031104
(
2016
).
12.
J. J.
Shepherd
,
A.
Grüneis
,
G. H.
Booth
,
G.
Kresse
, and
A.
Alavi
,
Phys. Rev. B
86
,
035111
(
2012
).
13.
J. J.
Shepherd
,
T. M.
Henderson
, and
G. E.
Scuseria
,
J. Chem. Phys.
140
,
124102
(
2014
).
14.
M.
Holzmann
,
B.
Bernu
, and
D. M.
Ceperley
,
J. Phys.: Conf. Ser.
321
,
012020
(
2011
).
15.
Q.
Sun
,
T. C.
Berkelbach
,
N. S.
Blunt
,
G. H.
Booth
,
S.
Guo
,
Z.
Li
,
J.
Liu
,
J. D.
McClain
,
E. R.
Sayfutyarova
,
S.
Sharma
,
S.
Wouters
, and
G. K.-L.
Chan
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
8
,
e1340
(
2018
).
16.
X.
Wang
and
T. C.
Berkelbach
,
J. Chem. Theory Comput.
16
,
3095
(
2020
).
17.
J.
McClain
,
Q.
Sun
,
G. K.-L.
Chan
, and
T. C.
Berkelbach
,
J. Chem. Theory Comput.
13
,
1209
(
2017
).
18.
J.
McClain
,
J.
Lischner
,
T.
Watson
,
D. A.
Matthews
,
E.
Ronca
,
S. G.
Louie
,
T. C.
Berkelbach
, and
G. K.-L.
Chan
,
Phys. Rev. B
93
,
235139
(
2016
).
19.
A. M.
Lewis
and
T. C.
Berkelbach
,
Phys. Rev. Lett.
122
,
226402
(
2019
).
20.
G. H.
Booth
,
T.
Tsatsoulis
,
G. K.-L.
Chan
, and
A.
Grüneis
,
J. Chem. Phys.
145
,
084111
(
2016
).
21.
T.
Dornheim
,
S.
Groth
,
T.
Sjostrom
,
F. D.
Malone
,
W.
Foulkes
, and
M.
Bonitz
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
156403
(
2016
).
22.
J.
Harl
,
L.
Schimka
, and
G.
Kresse
,
Phys. Rev. B
81
,
115126
(
2010
).
23.
S.
Lebègue
,
J.
Harl
,
T.
Gould
,
J. G.
Ángyán
,
G.
Kresse
, and
J. F.
Dobson
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
196401
(
2010
).
24.
L.
Schimka
,
J.
Harl
,
A.
Stroppa
,
A.
Grüneis
,
M.
Marsman
,
F.
Mittendorfer
, and
G.
Kresse
,
Nat. Mater.
9
,
741
(
2010
).
25.
J.
Harl
and
G.
Kresse
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
056401
(
2009
).
26.
A.
Grüneis
,
M.
Marsman
,
J.
Harl
,
L.
Schimka
, and
G.
Kresse
,
J. Chem. Phys.
131
,
154115
(
2009
).
27.
S.
Riemelmoser
,
M.
Kaltak
, and
G.
Kresse
,
J. Chem. Phys.
152
,
134103
(
2020
).
28.
M.
Motta
,
D. M.
Ceperley
,
G. K.-L.
Chan
,
J. A.
Gomez
,
E.
Gull
,
S.
Guo
,
C. A.
Jiménez-Hoyos
,
T. N.
Lan
,
J.
Li
,
F.
Ma
,
A. J.
Millis
,
N. V.
Prokof’ev
,
U.
Ray
,
G. E.
Scuseria
,
S.
Sorella
,
E. M.
Stoudenmire
,
Q.
Sun
,
I. S.
Tupitsyn
,
S. R.
White
,
D.
Zgid
, and
S.
Zhang
, “
Simons Collaboration on the Many-Electron Problem
,”
Phys. Rev. X
7
,
031059
(
2017
).
29.
30.
A.
Grüneis
,
M.
Marsman
, and
G.
Kresse
,
J. Chem. Phys.
133
,
074107
(
2010
).
31.
A.
Irmler
,
A.
Gallo
,
F.
Hummel
, and
A.
Grüneis
,
Phys. Rev. Lett.
123
,
156401
(
2019
).
32.
N. D.
Drummond
,
R. J.
Needs
,
A.
Sorouri
, and
W. M. C.
Foulkes
,
Phys. Rev. B
78
,
125106
(
2008
).
33.
C.
Lin
,
F. H.
Zong
, and
D. M.
Ceperley
,
Phys. Rev. E
64
,
016702
(
2001
).
34.
S.
Chiesa
,
D. M.
Ceperley
,
R. M.
Martin
, and
M.
Holzmann
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
076404
(
2006
).
35.
E.
Mostaani
,
N. D.
Drummond
, and
V. I.
Fal’ko
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
115501
(
2015
).
36.
C.
Pierleoni
,
D. M.
Ceperley
, and
M.
Holzmann
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
146402
(
2004
).
37.
L. M.
Fraser
,
W. M. C.
Foulkes
,
G.
Rajagopal
,
R. J.
Needs
,
S. D.
Kenny
, and
A. J.
Williamson
,
Phys. Rev. B
53
,
1814
(
1996
).
38.
A. J.
Williamson
,
G.
Rajagopal
,
R. J.
Needs
,
L. M.
Fraser
,
W. M. C.
Foulkes
,
Y.
Wang
, and
M.-Y.
Chou
,
Phys. Rev. B
55
,
R4851
(
1997
).
39.
F. H.
Zong
,
C.
Lin
, and
D. M.
Ceperley
,
Phys. Rev. E
66
,
036703
(
2002
).
40.
C.
Filippi
and
D. M.
Ceperley
,
Phys. Rev. B
59
,
7907
(
1999
).
41.
A.
Baldereschi
,
Phys. Rev. B
7
,
5212
(
1973
).
42.
G.
Rajagopal
,
R. J.
Needs
,
A.
James
,
S. D.
Kenny
, and
W. M. C.
Foulkes
,
Phys. Rev. B
51
,
10591
(
1995
).
43.
P. R. C.
Kent
,
R. Q.
Hood
,
A. J.
Williamson
,
R. J.
Needs
,
W. M. C.
Foulkes
, and
G.
Rajagopal
,
Phys. Rev. B
59
,
1917
(
1999
).
44.
D.
Cleland
,
G. H.
Booth
, and
A.
Alavi
,
J. Chem. Phys.
132
,
041103
(
2010
).
45.
N. S.
Blunt
,
J. Chem. Phys.
148
,
221101
(
2018
).
46.
J. J.
Shepherd
,
G. H.
Booth
, and
A.
Alavi
,
J. Chem. Phys.
136
,
244101
(
2012
).
47.
J. J.
Shepherd
,
G. E.
Scuseria
, and
J. S.
Spencer
,
Phys. Rev. B
90
,
155130
(
2014
).
48.
N. S.
Blunt
,
J. Chem. Phys.
151
,
174103
(
2019
).
49.
K.
Ghanem
,
A. Y.
Lozovoi
, and
A.
Alavi
,
J. Chem. Phys.
151
,
224108
(
2019
).
50.
L. R.
Schwarz
,
G. H.
Booth
, and
A.
Alavi
,
Phys. Rev. B
91
,
045139
(
2015
).
51.
R. E.
Thomas
,
C.
Overy
,
G. H.
Booth
, and
A.
Alavi
,
J. Chem. Theory Comput.
10
,
1915
(
2014
).
52.
H. R.
Petras
,
D. S.
Graham
,
S. K.
Ramadugu
,
J. D.
Goodpaster
, and
J. J.
Shepherd
,
J. Chem. Theory Comput.
15
,
5332
(
2019
).
53.
G.
Rajagopal
,
R. J.
Needs
,
S.
Kenny
,
W. M. C.
Foulkes
, and
A.
James
,
Phys. Rev. Lett.
73
,
1959
(
1994
).
54.
J. J.
Shepherd
,
T. M.
Henderson
, and
G. E.
Scuseria
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
133002
(
2014
).
55.
G. H.
Booth
,
A. J. W.
Thom
, and
A.
Alavi
,
J. Chem. Phys.
131
,
054106
(
2009
).
56.
J. S.
Spencer
,
N. S.
Blunt
,
S.
Choi
,
J.
Etrych
,
M.-A.
Filip
,
W. M. C.
Foulkes
,
R. S. T.
Franklin
,
W. J.
Handley
,
F. D.
Malone
,
V. A.
Neufeld
,
R.
Di Remigio
,
T. W.
Rogers
,
C. J. C.
Scott
,
J. J.
Shepherd
,
W. A.
Vigor
,
J.
Weston
,
R.
Xu
, and
A. J. W.
Thom
,
J. Chem. Theory Comput.
15
,
1728
(
2019
).
57.
G. H.
Booth
,
D.
Cleland
,
A. J. W.
Thom
, and
A.
Alavi
,
J. Chem. Phys.
135
,
084104
(
2011
).
58.
G. H.
Booth
and
A.
Alavi
,
J. Chem. Phys.
132
,
174104
(
2010
).
59.
J. J.
Shepherd
,
G.
Booth
,
A.
Grüneis
, and
A.
Alavi
,
Phys. Rev. B
85
,
081103
(
2012
).
60.

With reference to the idea of a histogram.

61.
H.
Kwee
,
S.
Zhang
, and
H.
Krakauer
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
126404
(
2008
).
62.
M.
Holzmann
,
R. C.
Clay
,
M. A.
Morales
,
N. M.
Tubman
,
D. M.
Ceperley
, and
C.
Pierleoni
,
Phys. Rev. B
94
,
035126
(
2016
).
63.
E. W.
Brown
,
B. K.
Clark
,
J. L.
DuBois
, and
D. M.
Ceperley
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
146405
(
2013
).
64.
I. W.
Bulik
,
W.
Chen
, and
G. E.
Scuseria
,
J. Chem. Phys.
141
,
054113
(
2014
).
65.
G.
Knizia
and
G. K.-L.
Chan
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
186404
(
2012
).
66.
T.
Zhu
,
Z.-H.
Cui
, and
G. K.-L.
Chan
,
J. Chem. Theory Comput.
16
,
141
(
2020
).
67.
S.
Choi
,
A.
Kutepov
,
K.
Haule
,
M.
van Schilfgaarde
, and
G.
Kotliar
,
npj Quantum Mater.
1
,
16001
(
2016
).
68.
D.
Zgid
and
E.
Gull
,
New J. Phys.
19
,
023047
(
2017
).
69.
S.
Iskakov
,
C.-N.
Yeh
,
E.
Gull
, and
D.
Zgid
,
Phys. Rev. B
102
,
085105
(
2020
).
70.
J. D.
Goodpaster
,
T. A.
Barnes
,
F. R.
Manby
, and
T. F.
Miller
,
J. Chem. Phys.
140
,
18A507
(
2014
).
71.
J. S.
Spencer
,
N. S.
Blunt
,
W. A.
Vigor
,
F. D.
Malone
,
W. M. C.
Foulkes
,
J. J.
Shepherd
, and
A. J. W.
Thom
,
J. Open Res. Software
3
,
e9
(
2015
).
You do not currently have access to this content.