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能带结构和态密度图的绘制及初步分析

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1能带结构和态密度图的绘制及初步分析 前几天在 QQ 的群中和大家聊天的时候,发现大家对能带结构和态密度比较感兴趣,我做计算已经有一年半了,有一些经验,这里写出来供大家参考参考,希望能够对初学者有所帮助,另外写的这些内容也不可能全都正确,只希望通过表达出来和大家进行交流,共同提高。 MS这个软件的功能确实是比较强,但是也有一些地方不尽如人意的地方。(也可能是我对一些结果不会分析所致,有些暂时不能解决的问题在最后一部分提出,希望大家来研究研究,看看有没有实现的可能性)。 能带结构、态密度和布居分析是很重要的内容,在分析能带结构和态密度的时候,往往是先作图,然后分析。 软件本身提供的作图功能并不是很强,比如说能带结构(只能带只能做 point 图和 line 图),不美观不说,对于每一个能带的走势也不好观察,感觉无从下手。所以我一般用origin 作图(右图是用origin 做的能带图)。能带结构和态密度的作图过程请参考我给大家提供的动画。 接下来我们先开看看能带结构的分析和制作! 第一部分:能带结构 这个部分打算先简单的介绍一下能带的基础知识,希望能对大家有所帮助,如果对能带了解比较深入的朋友,可以跳过这个部分内容,之中不当之处请勿见笑。^_^ 第一个问题是: 1、能带是怎样形成——轨道和一维体系的能带。 这是最基本的一个问题,我们要对能带结构进行分析,首先要知道它是如何来的。其实能带是一种近似的结果(可以看成一种近似),是周期边界条件(bloch 函数)下的一种近似。 先来看看一个最简单的问题,非周期体系有没有能带结构?答案是没有的,大家可以试试: ①建一个周期的晶胞 ②选择 build 菜单下的 symmetry子菜单下的 none periodic superstructure 去掉周期边界条件性 ③看看还能够运行吗?运行(run)按钮变灰了,不能提交作业了。这说明什么问题?这说明这个 CASTEP 这个模块不能计算非周期的体系,另外可以参考 MS 中的 DMOL 模块,它可以计算非周期系统,虽然可以计算周期系统,但是仍不能计算能带,大家可以试试,看看 property 中的 band structure 能不能选上,一定不能!!^_^ 从这里,我们可以得到一个结论,对于单个原子(分子、单胞)如果不加上周期边界条件,是无法获得能带结构的。所以计算小分子体系,或者采用团簇模型的朋友,这部分内容或许对你们没有帮助!那么,非周期体系的态密度能够计算吗?这应该是能够计算的,曾经...

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