BAND 模块电场、磁场都可以添加,这里只演示二维周期体系外加磁场。总的来说,外加磁场的计算,与普通计算并没有太大差别,只是要注意体系的坐标轴朝向,因为外加磁场的时候,需要设定磁场的沿各个轴向的分量。对于二维周期体系来说,材料所在平面为XY平面。
非周期体系、三维周期体系的使用参考:
一维周期体系的计算,与上雷同,不再赘述。
注意 Periodicity 为 Slab,在 Z 方向没有周期性,外部是半无限大的真空。设置基组、泛函等,并选择计算了能带:
这里其他轻元素使用了较小的基组DZP,对Co单独设置了较大基组TZP(3p以内的电子使用冻芯近似):
设置 k 点为 Good(一般能带计算需要 k 空间格点比较细腻,因此设为 Good 更好一些):
如果存在 Dirac 点,需要对称分布k点,一般情况选择Regular: 设置能带曲线点的间距,越小则能带图越细腻,一般0.03就比较细腻了,这里设置为0.02,这个数值对计算量影响并不大:
Model → Magnetic Field 设置外加磁场,在X方向为100特斯拉(用户可以点击修改单位为高斯或原子单位),注意1~3维周期性体系,只能以磁偶极的方式添加外磁场,无法添加匀强磁场,磁场作用于1号原子,即Co,且磁偶极中心在Co上,每次只能在一个原子上添加磁偶极。
哈密顿量里面有两项会跟外部磁场发生作用,一个是自旋磁矩,另一个是轨道磁矩,因此这里有三个选项:NR_SDOTB、NR_LDOTB、NR_SDOTB_LDOTB。分别表示只考虑自旋磁矩与外部磁场的作用,只考虑轨道磁矩与外部磁场的作用,二者一起考虑。轨道磁矩的贡献一般不大,是以非相对论的形式考虑的。
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用户根据需要自行分析即可。数据一般在 *.out 中。对比有无外加磁场的情况,带隙的差异。
无外加磁场:
Indirect band gap Band gap (a.u.) 0.013 Band gap (eV) 0.362 Band gap (kcal/mol) 8.340
注意这是一个非直接带隙的体系。
外加磁场:
Indirect band gap Band gap (a.u.) 0.013 Band gap (eV) 0.363 Band gap (kcal/mol) 8.374