DFT计算的特定原子位掺杂：虚晶近似

目前用的比较多的掺杂方式有两种计算模型：

• 使用足够大的超胞，将超胞中某个原子替换为掺杂元素。这种掺杂没有随机性，是人为指定某个原子被替换，缺点是要求用户清楚在哪个位点替换元素，以及浓度一般不能做到太低，因为掺杂浓度越低，超胞就需要做的越大，计算量也越大。优点是没有理论上的缺陷。
• 使用虚晶近似，根据某个位点 A、B 元素的权重，算出平均核电荷，例如 C、B 各 50%，则核电荷为 6*50% + 5*50% = 5.5。该方法实际上存在理论上的缺陷。因此使用该近似，仅能用于少数性质方面的预测。

例如在半导体中，掺杂浓度可能十万分之一，用超胞的方式，就几乎不太可能。过大的超胞，能带特征已经完全消失了，间接带隙也可能变成直接带隙了。

我们以 SiO$_2$ 的 50% Ge 掺杂能带计算为例，Si、Ge 核电核分别为 14、32，因此平均核电核为 23。

首先是常规的计算参数设置，例如基组、泛函、相对论、积分精度，这里还勾选了能带计算

除了结构优化、势能面扫描外，k空间布点都建议设置为 Good：

设置能带曲线上的点间距，数值越小能带越细腻，一般 0.03 以下就可以了

选中要掺杂的原子位，Model → Atom Details，勾选ZNuc显示原子核电荷项目，并单独为该原子位指定核电核 23：

保存并提交作业。

计算性质的查看与分析，与不掺杂的情况，并没有什么区别， 例如SCM → BandStructure 显示能带。