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adf:phosphorene [2021/11/05 19:31] – [黑磷和磷烯] liu.jun | adf:phosphorene [2024/02/22 16:52] (当前版本) – [磷烯的能带结构和有效质量张量的计算研究] liu.jun | ||
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- | ======磷烯的能带结构和有效质量张量====== | + | ======磷烯的能带结构、费米能级和有效质量张量的计算研究====== |
=====前言===== | =====前言===== | ||
磷烯是单片黑磷二维晶体材料,由于其特殊的电子结构性质,引起了人们的兴趣,这些特性有朝一日可能用于电子或机电领域。本教程演示了如何使用BAND来计算这种材料的电子结构,并通过能带结构分析和有效质量张量对其进行研究。我们将与以下研究的结果进行比较: | 磷烯是单片黑磷二维晶体材料,由于其特殊的电子结构性质,引起了人们的兴趣,这些特性有朝一日可能用于电子或机电领域。本教程演示了如何使用BAND来计算这种材料的电子结构,并通过能带结构分析和有效质量张量对其进行研究。我们将与以下研究的结果进行比较: | ||
行 7: | 行 7: | ||
====有效质量==== | ====有效质量==== | ||
- | 有效质量一般不是一个标量(简单数值),而是一个二阶张量(对二维体系是2×2矩阵,对三维体系是3×3的矩阵,仅仅对一维周期性体系,才是一个数值): | + | 有效质量一般不是一个标量(简单数值),而是一个二阶张量: |
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行 36: | 行 36: | ||
k空间选用对称化的布点,这有时候可以节省精度,也为了与文献尽量一致,但这个选项不是必须的: | k空间选用对称化的布点,这有时候可以节省精度,也为了与文献尽量一致,但这个选项不是必须的: | ||
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- | 计算结束后,在SCM → Movie中,最后一帧结构Ctrl a选中所有原子,在新建的AMSinput窗口中Ctrl v粘贴,使用HSE06泛函进行能带、带隙的计算 | ||
优化结果: | 优化结果: | ||
- | 1. SCM → Movie → Graph → Vector Length → Vector1/ | + | 1. SCM → Movie → Graph → Vector Length → Vector1/ |
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行 46: | 行 45: | ||
从其他体系的计算中,我们注意到从单层到块体时,晶格常数的稳定趋势:|a|从3.298 Å 略微增加到3.311 Å,而|b|从4.687 Å减少到4.585 Å。在垂直方向上,层之间的平均距离,从2层体系到4层体系略有增加,而块体材料中的相应值再次下降了0.114Å。因此假设磷烯层之间的相互作用仅在更多层之后才会收敛。 | 从其他体系的计算中,我们注意到从单层到块体时,晶格常数的稳定趋势:|a|从3.298 Å 略微增加到3.311 Å,而|b|从4.687 Å减少到4.585 Å。在垂直方向上,层之间的平均距离,从2层体系到4层体系略有增加,而块体材料中的相应值再次下降了0.114Å。因此假设磷烯层之间的相互作用仅在更多层之后才会收敛。 | ||
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+ | 结构优化的计算结束后,在SCM → Movie中,最后一帧结构Ctrl a选中所有原子,在新建的AMSinput窗口中Ctrl v粘贴,使用HSE06泛函进行能带、带隙的计算。 | ||
=====能带与带隙===== | =====能带与带隙===== | ||
行 69: | 行 71: | ||
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- | 窗口底部Path显示能带的横坐标路径:G-X-S-G-Y-S,其中既包含Γ与X之间的路径,也包括Γ与Y之间的路径,因此如果我们将横坐标路径直接改为Y-G-X,是可以直接显示的。只是改了之后,Y轴显示范围太宽,导致能带挤压在一起,显得很“平”,双击能带纵坐标,修改Y轴范围: | + | 图中灰色横线即**费米能级**,在*.logfile中也有显示(注意BAND中的费米能级是有物理意义的,材料的[[adf: |
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