DOS态密度

合集下载

DOS态密度

DOS态密度

态密度(Density of States,简称DOS)在DOS结果图里可以查看是导体还是绝缘体还是半导体,请问怎么看。

理论是什么?或者哪位老师可以告诉我这方面的知识可以通过学习什么获得。

不胜感激。

查看是导体还是绝缘体还是半导体,最好还是用能带图DOS的话看费米能级两侧的能量差谢希德。

复旦版的《固体能带论》一书中有,请参阅!另外到网上或者学校的数据库找找“第一性原理”方面的论文,里面通常会有一些计算分析。

下面有一篇可以下载的:ZnO的第一性原理计算hoffman的《固体与表面》对态密度的理解还是很有好处的。

下面这个是在版里找的,多看看吧:如何分析第一原理的计算结果用第一原理计算软件开展的工作,分析结果主要是从以下三个方面进行定性/定量的讨论:1、电荷密度图(charge density);2、能带结构(Energy Band Structure);3、态密度(Density of States,简称DOS)。

电荷密度图是以图的形式出现在文章中,非常直观,因此对于一般的入门级研究人员来讲不会有任何的疑问。

唯一需要注意的就是这种分析的种种衍生形式,比如差分电荷密图(d ef-ormation charge density)和二次差分图(difference charge density)等等,加自旋极化的工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarized charge density)。

所谓“差分”是指原子组成体系(团簇)之后电荷的重新分布,“二次”是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷的重新分布,因此通过这种差分图可以很直观地看出体系中个原子的成键情况。

通过电荷聚集(accumulation)/损失(depletion)的具体空间分布,看成键的极性强弱;通过某格点附近的电荷分布形状判断成键的轨道(这个主要是对d轨道的分析,对于s 或者p轨道的形状分析我还没有见过)。

分析总电荷密度图的方法类似,不过相对而言,这种图所携带的信息量较小。

DOS态密度

DOS态密度

态密度(Density of States,简称DOS)在DOS结果图里可以查看是导体还是绝缘体还是半导体,请问怎么看。

理论是什么?或者哪位老师可以告诉我这方面的知识可以通过学习什么获得。

不胜感激。

查看是导体还是绝缘体还是半导体,最好还是用能带图DOS的话看费米能级两侧的能量差谢希德。

复旦版的《固体能带论》一书中有,请参阅!另外到网上或者学校的数据库找找“第一性原理”方面的论文,里面通常会有一些计算分析。

下面有一篇可以下载的:ZnO的第一性原理计算hoffman的《固体与表面》对态密度的理解还是很有好处的。

下面这个是在版里找的,多看看吧:如何分析第一原理的计算结果? ?? ?用第一原理计算软件开展的工作,分析结果主要是从以下三个方面进行定性/定量的讨论:??1、电荷密度图(charge density);??2、能带结构(Energy Band Structure);??3、态密度(Density of States,简称DOS)。

? ?? ???电荷密度图是以图的形式出现在文章中,非常直观,因此对于一般的入门级研究人员来讲不会有任何的疑问。

唯一需要注意的就是这种分析的种种衍生形式,比如差分电荷密图(def-ormation charge density)和二次差分图(difference charge density)等等,加自旋极化的工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarized charge density)。

所谓“差分”是指原子组成体系(团簇)之后电荷的重新分布,“二次”是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷的重新分布,因此通过这种差分图可以很直观地看出体系中个原子的成键情况。

通过电荷聚集(accumulation)/损失(depletion)的具体空间分布,看成键的极性强弱;通过某格点附近的电荷分布形状判断成键的轨道(这个主要是对d轨道的分析,对于s或者p轨道的形状分析我还没有见过)。

声子谱分态密度pdos和态密度

声子谱分态密度pdos和态密度

声子谱分态密度(PDOS)和态密度(DOS)是描述材料中声子分布的两个重要概念。

态密度(DOS)是从量子力学角度描述材料中声子处于某种状态的概率分布。

具体而言,它表示单位体积、单位能量间隔内的声子数目。

态密度曲线是将归一化之后的态密度图形与坐标轴围成的面积绘制成的曲线,可以反映材料中声子的分布情况。

声子谱分态密度(PDOS)则更进一步,它不仅考虑了声子处于某种状态的概率,还考虑了该状态对应的声子模。

声子模是晶胞内所有原子振动模式的一种周期性扰动,可以理解为一种特殊的声波。

因此,PDOS 可以理解为材料中声子处于某种特定状态(对应于特定的声子模)的概率分布。

理论上,如果体系足够大,声子模足够多,态密度曲线和声子谱分态密度曲线应该重合。

这是因为它们都描述了材料中声子的分布情况。

总的来说,态密度和声子谱分态密度都是描述材料中声子分布的重要概念,但它们从不同的角度进行描述。

石墨烯功函数

石墨烯功函数

石墨烯功函数中的特定函数1. 功能介绍石墨烯功函数中的特定函数是用来描述石墨烯材料中的电子能级分布和电子行为的函数。

通过计算和分析这些特定函数,可以了解石墨烯材料的电子结构、导电性质以及与其他材料的界面相互作用等重要信息。

这些特定函数在石墨烯相关研究领域具有广泛的应用,包括电子输运、器件设计和材料工程等方面。

2. 常见的特定函数2.1 密度态密度(Density of States, DOS)密度态密度(Density of States, DOS)是描述材料中电子能级分布的函数。

对于石墨烯材料来说,密度态密度函数表示了在给定能量范围内每个能级上的电子数目。

通过计算密度态密度函数,可以了解石墨烯中的能带结构、能级分布以及电子行为等信息。

在石墨烯中,由于其特殊的晶格结构和电子能带结构,密度态密度函数呈现出特殊的形态。

石墨烯的能带结构包括两个能带,分别是价带和导带,它们在费米能级附近相交,形成两个锐利的能带峰。

在费米能级附近,石墨烯的密度态密度函数呈现出线性关系,即呈现出线性色散关系。

这种特殊的线性色散关系是石墨烯具有优异电子输运性能的重要原因之一。

2.2 偏态密度(Partial Density of States, PDOS)偏态密度(Partial Density of States, PDOS)是描述材料中特定原子或分子轨道上电子能级分布的函数。

在石墨烯材料中,偏态密度函数用于描述石墨烯中不同原子轨道上的电子能级分布。

通过计算偏态密度函数,可以了解不同原子轨道上的电子密度和电子行为等信息。

石墨烯是由碳原子构成的,因此石墨烯的偏态密度函数主要描述碳原子轨道上的电子能级分布。

在石墨烯中,碳原子的3个p轨道参与形成π键,而s轨道和另外两个p轨道不参与键合。

因此,石墨烯的偏态密度函数主要包括s轨道和p轨道的贡献。

通过计算和分析石墨烯的偏态密度函数,可以了解碳原子轨道上的电子密度和电子行为,进而揭示石墨烯的电子结构和导电性质等重要信息。

dos计算方法

dos计算方法

dos计算方法宝子们!今天咱们来唠唠DOS计算方法呀。

DOS呢,就是态密度(Density of States)。

简单来说,它就像是一个统计员,告诉咱在某个能量范围内有多少个电子态。

在计算的时候呀,这可是个挺有趣的事儿。

从最基础的概念来讲,咱得先知道它跟电子结构是紧密相连的。

想象一下电子就像住在不同楼层(能量层)的小居民。

DOS就是告诉咱每个楼层大概住了多少电子居民呢。

在实际的计算过程中,有不少方法。

一种常见的是基于量子力学原理的计算。

这就像是用超级精密的仪器去探测电子的小世界。

比如说,用一些特定的软件或者算法,把原子的结构、原子之间的相互作用这些信息都输入进去。

就好像告诉计算机,“这是原子们的布局,你去给我算出DOS来。

”咱举个超简单的例子哈。

假如把原子比作小房子,电子就是住在房子里的小精灵。

DOS计算就是要搞清楚在不同大小(能量)的房子里,大概有多少小精灵。

如果是简单的原子系统,计算可能相对轻松一点,就像数几个小房子里的小精灵。

但要是复杂的分子或者晶体结构,那就像是一个超级大的小区,房子又多又复杂,计算起来就有点费劲儿啦。

不过呢,也别被吓着。

现在有很多现成的工具可以用。

就像有那种专门的计算软件,你只要按照它的要求把原子的种类、坐标这些信息输进去,它就能给你算出个大概的DOS来。

当然啦,这些结果可能不是百分百完美,就像你自己做蛋糕,有时候卖相可能没蛋糕店那么好,但味道也还不错啦。

而且哦,在学习DOS计算方法的时候,多做一些小例子是很有用的。

就像你学骑自行车,先在小院子里骑骑,熟悉了再上马路。

从简单的原子系统开始计算DOS,慢慢掌握了规律,再去挑战那些复杂的分子晶体啥的。

宝子们,DOS计算方法虽然有点小复杂,但只要咱有耐心,一步一步来,就像搭积木一样,一块一块地把知识垒起来,总能搞明白的哟!加油呀!。

DOS态密度

DOS态密度

如何分析第一原理的计算结果用第一原理计算软件开展的工作,分析结果主要是从以下三个方面进行定性/定量的讨论:1、电荷密度图(charge density);2、能带结构(Energy Band Structure);3、态密度(Den sity of States,简称DOS)。

电荷密度图是以图的形式出现在文章中,非常直观,因此对于一般的入门级研究人员来讲不会有任何的疑问。

唯一需要注意的就是这种分析的种种衍生形式,比如差分电荷密图(d ef-ormation charge density)和二次差分图(differenee charge density)等等,加自旋极化的工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarized charge density)。

所谓差分”是指原子组成体系(团簇)之后电荷的重新分布,二次”是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷的重新分布,因此通过这种差分图可以很直观地看出体系中个原子的成键情况。

通过电荷聚集(accumulation)/损失(depletion )的具体空间分布,看成键的极性强弱;通过某格点附近的电荷分布形状判断成键的轨道(这个主要是对d轨道的分析,对于s或者p轨道的形状分析我还没有见过)。

分析总电荷密度图的方法类似,不过相对而言,这种图所携带的信息量较小。

能带结构分析现在在各个领域的第一原理计算工作中用得非常普遍了。

但是因为能带这个概念本身的抽象性,对于能带的分析是让初学者最感头痛的地方。

关于能带理论本身,我在这篇文章中不想涉及,这里只考虑已得到的能带,如何能从里面看出有用的信息。

首先当然可以看出这个体系是金属、半导体还是绝缘体。

判断的标准是看费米能级和导带(也即在高对称点附近近似成开口向上的抛物线形状的能带)是否相交,若相交,则为金属,否则为半导体或者绝缘体。

对于本征半导体,还可以看出是直接能隙还是间接能隙:如果导带的最低点和价带的最高点在同一个k点处,则为直接能隙,否则为间接能隙。

dos态密度

dos态密度

dos态密度DOS态密度(DensityofStates)是物理和材料科学的重要概念,它指的是每一个能量状态的可能性,即被称为“Density of States”的概念。

总的来说,DOS态密度是材料和物质的重要特性之一,它可以帮助我们了解和计算材料的电子特性,如电子密度、电子态密度、气体密度、电子结构、物质的理想性等等。

DOS态密度可以以能量作为自变量,并以多段可调锥或多段平板调制函数形式显式地表示,以表示能量态状态的概率密度变化趋势。

假设我们有一种物质,它的多个电子态的能量分布为E1、E2等,那么可以把这些能量看作函数f(E)的一个横轴,把不同电子态的可能性看作纵轴,通过形成所谓的DOS态密度图,可以直观地分析物质的电子态状态密度分布情况。

DOS态密度有着广泛的应用,它可以用于帮助我们了解材料的电子态状态分布,从而帮助我们分析材料的特性,提高材料的性能。

例如,它可以用于分析金属和半导体的电子态密度,比如金属的电子态密度曲线可以帮助我们了解金属的导电性能,而半导体的电子态密度曲线可以帮助我们了解半导体的介电性能。

此外,DOS态密度还可以用于研究绝热流动体和非绝热流体的热力学行为,用于研究各种材料的复杂光学性能,用于研究各种物质的拉曼谱等。

因此,DOS态密度是一个重要的概念,它可以帮助我们了解材料的电子态密度分布情况,从而提高材料的性能。

然而,DOS态密度的估算也是一个挑战,因为它是一个非线性的函数,而且因为它的复杂性,很难解决。

但是,有了计算机的帮助,我们可以更加准确和容易地计算DOS态密度,从而分析材料的性能。

总之,DOS态密度及其相关概念是物理和材料科学研究中一个重要的概念,它可以帮助我们了解材料的特性和性能,从而提高材料的性能。

石墨烯 dos

石墨烯 dos

石墨烯dos
石墨烯的态密度(DOS)指的是在费米能级处电子的态密度。

石墨烯的每个碳原子在垂直于石墨烯平面的方向上均存在一个未成键
电子,该电子与相邻的电子之间形成π键,从而形成大的共轭体系,电子可以在其中自由移动,因此石墨烯具有较高的DOS。

然而,当石墨烯被氧化后,会引入含氧官能团,其共轭网状结构受到破坏,使得氧化石墨烯(GO)具有半导体的性质,其DOS会明显小于石墨烯。

此外,还有其他一些石墨烯的衍生物,如GDY和GDYO,它们在费米能级处的DOS也较小。

此外,石墨烯的DOS还可以受到其无序性的影响。

无序性的增
加会导致碳材料的DOS增加。

例如,通过机械加工使电极表面粗糙化,由此产生的表面缺陷和边缘位点会增加DOS。

也可以将电极表
面完全改变成不同结构的化合物,如边缘热解石墨(EPPG),它拥
有较高比例的边缘位点,电子传递速率会大幅度增加。

在石墨烯中引入缺陷结构也可以改善其在费米能级处的DOS,
从而提高其量子电容。

例如,SW缺陷石墨烯在费米能级处存在五元环和八元环碳原子上pz态组成的能带,该能带可以容纳额外的电子,进而提高石墨烯可聚集的电量。

因此,石墨烯的DOS受到其结构、氧化程度以及无序性等多种
因素的影响。

DOS与PDOS的介绍以及获取方法,注意事项

DOS与PDOS的介绍以及获取方法,注意事项

DOS与PDOS的介绍以及获取方法,注意事项DOS与PDOS要得到总的态密度DOS和PDOS按照侯老师的方法来做,先优化、静态,再算出dos,得到DOSCAR.接着就要用小程序split_dos对DOSCAR进行分割。

可以得到DOS0、DOS1、DOS2............其中DOS0是总的态密度,DOS1、DOS2............分别是第一、第二............个原子的分波态密度。

DOS1是第一个原子的分波态密度值,其中第一列是能量,第二、三、四列数据分别对应于s、p、d态的分波态密度值。

Split_DOS做出来的TDOS,费米能级就在0eV处,意思就是说将费米能3.1653归零处理,其他的能量其实都是相对于3.1653eV的相对值判断吸附稳定性先看结合能,然后再分析电荷转移情况,再分析PDOS以判断来源。

稳定与否应该可以通过对应吸附原子的PDOS往低能移动来解释楼主可以结合态密度、分波态密度和电荷密度以及吸附能四项来综合考察费米能级附近态密度越宽,说明成键越稳定不确定,待核实总的态密度为什么和分波态密度不相等?这与计算态密度的时候所对原子空间的划分方法有关~只要横坐标的能量对应上了就好了。

纵坐标累加不等TDOS是完全在正常的。

总态密度的单位是电子/单胞体积分波态密度的单位是电子/原子数分态DOS强度和总DOS强度不相等是很正常的,关键看峰值的能量范围能否和总的DOS 对应起来,且分态的DOS也是只画单原子的即可,没必要加和。

DOS图中怎么判断非金属性,半金属性,金属性只看整体,如果单个元素的分波态密度跨过费米能级,那整体必须是金属性或者有可能是半金属性的DOS与Band Structure都能看出导体、半导体、半金属等,在费米面处存在能隙的,则为非金属或半导体。

能带结构的分析:判断的标准是看费米能级和导带(也即在高对称点附近近似成开口向上的抛物线形状的能带)是否相交,若相交,则为金属,否则为半导体或者绝缘体。

dos 成键轨道反键轨道

dos 成键轨道反键轨道

DOS成键轨道和反键轨道在化学中,成键轨道和反键轨道是描述分子中键的形成和断裂过程的重要概念。

它们在解释分子的性质和反应机理方面发挥着关键作用。

本文将详细介绍DOS(密度态密度)成键轨道和反键轨道的概念、特点和应用。

1. 成键轨道和反键轨道的概念成键轨道是指两个原子之间形成化学键时电子云的叠加区域。

在成键过程中,原子轨道的波函数相互叠加,形成了成键轨道。

成键轨道通常具有较低的能量,电子云密度较高。

反键轨道是指在化学键断裂过程中,原子之间电子云的相互作用减弱,形成的轨道。

反键轨道通常具有较高的能量,电子云密度较低。

成键轨道和反键轨道是通过分子轨道理论得出的,描述了分子中电子的分布和相互作用。

它们的形成和性质决定了分子的稳定性、反应性以及其他物理和化学性质。

2. DOS成键轨道和反键轨道的特点DOS成键轨道(Density of States bonding orbitals)是一种基于密度态密度的成键轨道理论。

它以分子轨道的能级密度为基础,描述了成键过程中电子的分布。

DOS反键轨道(Density of States antibonding orbitals)则描述了反键过程中电子的分布。

它通常具有较高的能量,电子云分布较弱。

DOS成键轨道和反键轨道的特点如下:•DOS成键轨道具有较低的能量,电子云密度较高,有助于稳定分子结构。

•DOS反键轨道具有较高的能量,电子云密度较低,容易被外界影响导致键的断裂。

•DOS成键轨道和反键轨道之间存在能隙,能隙大小决定了分子的稳定性。

能隙较大时,分子较稳定;能隙较小时,分子不稳定。

3. DOS成键轨道和反键轨道的应用DOS成键轨道和反键轨道的应用广泛,下面列举了几个具体的应用领域:3.1 分子结构预测通过计算分子的DOS成键轨道和反键轨道,可以预测分子的结构和稳定性。

成键轨道的能级分布和电子云密度可以指示分子中化学键的形成和强度,而反键轨道的能级分布可以指示分子中化学键的稳定性。

DOS

DOS

DOS:是态密度,是某个能量处的态的数目。

这个数目包含了各个分子轨道的贡献(包括占据轨道和未占据轨道,占据轨道的贡献一般在能量较低的位置,未占据轨道的贡献一般在能量较高处)。

因为DOS对能量空间积分后的数值等于计算中用的基函数的数量。

而基函数的数量等于计算出来的本征波函数(或分子轨道,这样称呼有时候不合适,但是为了方便还是这样叫吧)。

PDOS:是把DOS投影到各个基函数上。

要想计算一个原子轨道的PDOS,只需要将构成这个原子轨道的各个基函数的PDOS求和。

要想求某个原子对PDOS 的贡献,只需要将该原子在计算的时候使用的原子轨道求和就可以了。

既然原子轨道是定域的,也就是说以原子核为中心的,所以对某一个原子求PDOS实际上就算出LDOS了,LDOS是表现在某个能量范围内,态密度在空间的分布。

是表现在某一个能量范围内,原子上某个原子轨道上DOS的分布。

侧重点不同。

画PDOS实际上就是指明了空间位置了相当于研究的是LDOS的某一个空间点上的情况。

当然PDOS可以分析某一元素对DOS的贡献,这个就不是局域的了。

能带:金属、半导体和绝缘体的区别。

能带可分为价带、禁带和导带三部分,倒带和价带之间的空隙称为能隙,基本概念如图所示:如何能隙很小或为0 ,则固体为金属材料,在室温下电子很容易获得能量而跳跃至导带而导电;而绝缘材料则因为能隙很大(通常大于9电子伏特),电子很难跳跃至传导带,所以无法导电。

一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特,介于导体和绝缘体之间。

因此只要给予适当条件的能量激发,或是改变其能隙之间距,此材料就能导电。

能带用来定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点。

价带(valence band),或称价电带,通常指绝对零度时,固体材料里电子的最高能量。

在导带(conduction band)中,电子的能量范围高于价带,而所有在传导带中的电子均可经由外在的电场加速而形成电流。

对与半导体以及绝缘体而言,价带的上方有一个能隙(band gap),能隙上方的能带则是传导带,电子进入传导带后才能在固体材料内自由移动,形成电流。

DOS态密度

DOS态密度

态密度(Density of States,简称DOS)在DOS结果图里可以查看是导体还是绝缘体还是半导体,请问怎么看。

理论是什么?或者哪位老师可以告诉我这方面的知识可以通过学习什么获得。

不胜感激。

查看是导体还是绝缘体还是半导体,最好还是用能带图DOS的话看费米能级两侧的能量差谢希德。

复旦版的《固体能带论》一书中有,请参阅!另外到网上或者学校的数据库找找“第一性原理”方面的论文,里面通常会有一些计算分析。

下面有一篇可以下载的:ZnO的第一性原理计算hoffman的《固体与表面》对态密度的理解还是很有好处的。

下面这个是在版里找的,多看看吧:如何分析第一原理的计算结果用第一原理计算软件开展的工作,分析结果主要是从以下三个方面进行定性/定量的讨论:1、电荷密度图(charge density);2、能带结构(Energy Band Structure);3、态密度(Density of States,简称DOS)。

电荷密度图是以图的形式出现在文章中,非常直观,因此对于一般的入门级研究人员来讲不会有任何的疑问。

唯一需要注意的就是这种分析的种种衍生形式,比如差分电荷密图(d ef-ormation charge density)和二次差分图(difference charge density)等等,加自旋极化的工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarized charge density)。

所谓“差分”是指原子组成体系(团簇)之后电荷的重新分布,“二次”是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷的重新分布,因此通过这种差分图可以很直观地看出体系中个原子的成键情况。

通过电荷聚集(accumulation)/损失(depletion)的具体空间分布,看成键的极性强弱;通过某格点附近的电荷分布形状判断成键的轨道(这个主要是对d轨道的分析,对于s 或者p轨道的形状分析我还没有见过)。

分析总电荷密度图的方法类似,不过相对而言,这种图所携带的信息量较小。

DOS态密度

DOS态密度

态密度(Density of States,简称DOS)在DOS结果图里可以查看是导体还是绝缘体还是半导体,请问怎么看。

理论是什么?或者哪位老师可以告诉我这方面的知识可以通过学习什么获得。

不胜感激。

查看是导体还是绝缘体还是半导体,最好还是用能带图DOS的话看费米能级两侧的能量差谢希德。

复旦版的《固体能带论》一书中有,请参阅!另外到网上或者学校的数据库找找“第一性原理”方面的论文,里面通常会有一些计算分析。

下面有一篇可以下载的:ZnO的第一性原理计算hoffman的《固体与表面》对态密度的理解还是很有好处的。

下面这个是在版里找的,多看看吧:如何分析第一原理的计算结果用第一原理计算软件开展的工作,分析结果主要是从以下三个方面进行定性/定量的讨论:1、电荷密度图(charge density);2、能带结构(Energy Band Structure);3、态密度(Density of States,简称DOS)。

电荷密度图是以图的形式出现在文章中,非常直观,因此对于一般的入门级研究人员来讲不会有任何的疑问。

唯一需要注意的就是这种分析的种种衍生形式,比如差分电荷密图(def-ormation charge density)和二次差分图(difference charge density)等等,加自旋极化的工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarized charge density)。

所谓“差分”是指原子组成体系(团簇)之后电荷的重新分布,“二次”是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷的重新分布,因此通过这种差分图可以很直观地看出体系中个原子的成键情况。

通过电荷聚集(accumulation)/损失(depletion)的具体空间分布,看成键的极性强弱;通过某格点附近的电荷分布形状判断成键的轨道(这个主要是对d轨道的分析,对于s或者p轨道的形状分析我还没有见过)。

分析总电荷密度图的方法类似,不过相对而言,这种图所携带的信息量较小。

DOS态密度

DOS态密度

DOS态密度态密度(Density of States,简称DOS)在DOS结果图里可以查瞧就就是导体还就就是绝缘体还就就是半导体,请问怎么瞧。

理论就就是什么?或者哪位老师可以告诉我这方面得知识可以通过学习什么获得。

不胜感激。

查瞧就就是导体还就就是绝缘体还就就是半导体,最好还就就是用能带图DOS得话瞧费米能级两侧得能量差谢希德。

复旦版得《固体能带论》一书中有,请参阅!另外到网上或者学校得数据库找找“第一性原理”方面得论文,里面通常会有一些计算分析。

下面有一篇可以下载得:ZnO得第一性原理计算hoffman得《固体与表面》对态密度得理解还就就是很有好处得。

下面这个就就是在版里找得,多瞧瞧吧:如何分析第一原理得计算结果用第一原理计算软件开展得工作,分析结果主要就就是从以下三个方面进行定性/定量得讨论:1 ?、电荷密度图(charge density);2、能带结构(EnergyBand Structure);?3、态密度(Density ofStates,简称DOS)。

??电荷密度图就就是以图得形式出现在文章中,非常直观,因此对于一般得入门级研究人员来讲不会有任何得疑问。

唯一需要注意得就就就是这种分析得种种衍生形式,比如差分电荷密图(def-ormationchargedensity)与二次差分图(difference chargedensity)等等,加自旋极化得工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarizedc harge density)。

所谓“差分”就就是指原子组成体系(团簇)之后电荷得重新分布,“二次”就就是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷得重新分布,因此通过这种差分图可以很直观地瞧出体系中个原子得成键情况。

通过电荷聚集(accumulation)/损失(depl etion)得具体空间分布,瞧成键得极性强弱;通过某格点附近得电荷分布形状判断成键得轨道(这个主要就就是对d轨道得分析,对于s或者p轨道得形状分析我还没有见过)。

DOS态密度

DOS态密度

态稀度(Density of States,简称DOS)之阳早格格创做正在DOS截止图里不妨查看是导体仍旧绝缘体仍旧半导体,请问怎么瞅.表里是什么?大概者哪位教授不妨报告我那圆里的知识不妨通过教习什么赢得.不堪感激.查看是导体仍旧绝缘体仍旧半导体,最佳仍旧用能戴图DOS的话瞅费米能级二侧的能量好开希德.复旦版的《固体能戴论》一书籍中有,请参阅!其余到网上大概者书籍院的数据库找找“第一性本理”圆里的论文,内里常常会有一些估计收会.底下有一篇不妨下载的:ZnO的第一性本理估计hoffman的《固体与表面》对付态稀度的明黑仍旧很有佳处的.底下那个是正在版里找的,多瞅瞅吧:怎么样收会第一本理的估计截止用第一本理估计硬件启展的处事,收会截止主假如从以下三个圆里举止定性/定量的计划: 1、电荷稀度图(charge density); 2、能戴结构(Energy Band Structure); 3、态稀度(Density of States,简称DOS). 电荷稀度图是以图的形式出当前文章中,非常曲瞅,果此对付于普遍的初教级钻研人员去道不会有所有的疑问.唯一需要注意的便是那种收会的各类衍死形式,比圆好分电荷稀图(def-ormation charge density)战二次好分图(difference charge density)等等,加自旋极化的处事还大概有自旋极化电荷稀度图(spin-polarized charge density).所谓“好分”是指本子组成体系(团簇)之后电荷的沉新分散,“二次”是指共一个体系化教身分大概者几许构型改变之后电荷的沉新分散,果此通过那种好分图不妨很曲瞅天瞅出体系中个本子的成键情况.通过电荷汇集(accumulation)/益坏(depletion)的简曲空间分散,瞅成键的极性强强;通过某格面附近的电荷分散形状推断成键的轨道(那个主假如对付d轨道的收会,对付于s大概者p 轨道的形状收会我还不睹过).收会总电荷稀度图的要收类似,不过相对付而止,那种图所携戴的疑息量较小. 能戴结构收会当前正在各个范围的第一本理估计处事中用得非常一致了.然而是果为能戴那个观念自己的抽象性,对付于能戴的收会是让初教者最感头痛的场合.闭于能戴表里自己,我正在那篇文章中不念波及,那里只思量已得到的能戴,怎么样能从内里瞅出有用的疑息.最先天然不妨瞅出那个体系是金属、半导体仍旧绝缘体.推断的尺度是瞅费米能级战导戴(也即正在下对付称面附近近似成启心进与的扔物线形状的能戴)是可相接,若相接,则为金属,可则为半导体大概者绝缘体.对付于本征半导体,还不妨瞅出是间接能隙仍旧间接能隙:如果导戴的最矮面战价戴的最下面正在共一个k面处,则为间接能隙,可则为间接能隙.正在简曲处事中,情况要搀杂得多,而且百般范围中感兴趣的圆里相互出进很大,收会不可能像上述收会一般曲瞅战普适.不过仍旧不妨归纳出一些体味性的顺序去.主要有以下几面: 1)果为暂时的估计大多采与超单胞(supercell)的形式,正在一个单胞里有几十个本子以及上百个电子,所以得到的能戴图往往正在近矮于费米能级处非常仄坦,也非常汇集.准则上道,那个天区的能戴本去不具备多大的解道/阅读价格.果此,不要被那种局里吓住,普遍的处事中,咱们主要闭心的仍旧费米能级附近的能戴形状. 2)能戴的宽窄正在能戴的收会中吞噬很要害的位子.能戴越宽,也即正在能戴图中的起伏越大,道明处于那个戴中的电子灵验品量越小、非局域(non-local)的程度越大、组成那条能戴的本子轨道扩展性越强.如果形状近似于扔物线形状,普遍而止会被冠以类sp戴(sp-like band)之名.反之,一条比较窄的能戴标明对付应于那条能戴的本征态主假如由局域于某个格面的本子轨道组成,那条戴上的电子局域性非常强,灵验品量相对付较大. 3)如果体系为掺杂的非本征半导体,注意与本征半导体的能戴结构图举止对付比,普遍而止正在能隙处会出现一条新的、比较窄的能戴.那便是常常所谓的杂量态(doping state),大概者依照掺杂半导体的典型称为受主态大概者施主态. 4)闭于自旋极化的能戴,普遍是绘出二幅图:majority spin战minority spin.典范的道,分别代表自旋进与战自旋背下的轨道所组成的能戴结构.注意它们正在费米能级处的好别.如果费米能级与majority spin的能戴图相接而处于minority spin的能隙中,则此体系具备明隐的自旋极化局里,而该体系也可称之为半金属(half metal).果为majority spin与费米能级相接的能戴主要由杂量本子轨道组成,所以也不妨此为出收面计划杂量的磁性个性. 5)搞界里问题时,衬底资料的能戴图隐得非常要害,各下对付称面之间有大概出现分歧的情况.简曲天道,正在某二面之间,费米能级与能戴相接;而正在其余的k的区间上,费米能级正佳处正在导戴战价戴之间.那样,衬底资料便浮现出各项同性:对付于前者,浮现金属性,而对付于后者,浮现绝缘性.果此,有的处事是通过某种资料的能戴图而采用分歧的里动做死少里.简曲的收会该当分离考查截止给出.(如果我出记错的话,物理所薛其坤钻研员曾收会过$\beta$-Fe的(100)战(111)里对付应的能戴.有兴趣的读者可进一步查阅资料.)准则上道,态稀度不妨动做能戴结构的一个可视化截止.很多收会战能戴的收会截止不妨一一对付应,很多术语也战能戴收会相通.然而是果为它更曲瞅,果此正在截止计划中用得比能戴收会更广大一些.简要归纳收会重心如下: 1)正在所有能量区间之内分散较为仄衡、不局域尖峰的DOS,对付应的是类sp戴,标明电子的非局域化本量很强.好同,对付于普遍的过度金属而止,d轨道的DOS普遍是一个很大的尖峰,道明d电子相对付比较局域,相映的能戴也比较窄. 2)从DOS图也可收会能隙个性:若费米能级处于DOS值为整的区间中,道明该体系是半导体大概绝缘体;若有分波DOS跨过费米能级,则该体系是金属.别的,不妨绘出分波(PDOS)战局域(LDOS)二种态稀度,越收精致的钻研正在各面处的分波成键情况. 3)从DOS图中还可引进“赝能隙”(pseudogap)的观念.也即正在费米能级二侧分别有二个尖峰.而二个尖峰之间的DOS本去不为整.赝能隙间接反映了该体系成键的共价性的强强:越宽,道明共价性越强.如果收会的是局域态稀度(LDOS),那么赝能隙反映的则是相邻二个本子成键的强强:赝能隙越宽,道明二个本子成键越强.上述收会的表里前提可从紧束缚表里出收得到阐明:本量上,不妨认为赝能隙的宽度间接战Hamiltonian矩阵的非对付角元相闭,相互间成单调递加的函数闭系. 4)对付于自旋极化的体系,与能戴收会类似,也该当将majority spin战minority spin分别绘出,若费米能级与majority的DOS相接而处于minority的DOS的能隙之中,不妨道明该体系的自旋极化. 5)思量LDOS,如果相邻本子的LDOS正在共一个能量上共时出现了尖峰,则咱们将其称之为杂化峰(hybridized peak),那个观念曲瞅天背咱们展示了相邻本子之间的效率强强.请教楼主:1、我背去不明黑DOS图中的非键的观念.那里的非键,到底是什么意义?DOS图中能不克不迭瞅出去?怎么样瞅?2、金属中除了金属键,电子皆是以什么状态存留的?利害键吗?所谓的非键是不是便是咱们往日所道的自由电子?仍旧道,金属键的电子便是自由电子呢?金属中金属键占大部分啊,仍旧道非键占大部分?3、离子键正在DOS中能不克不迭瞅出去?怎么样瞅?4、我曾瞅到文件上道,费米能附近的非键是金属性的标记.那句话怎么样明黑?1.本去DOS是固体物理的观念,而非键(以及成键战反键等)是结构化教的观念,然而是当前经时常使用正在共一个体系道明分歧的问题.先道一下非键,而后正在把它跟BAND战DOS分离起去.从结构化教的角度去道,分子轨道是由本子轨道线性拉拢而成.如果体系有n个本子轨道举止拉拢,便会爆收n个分子轨道(即轨道数目守恒,本去从量子力教的角度,便是正接变更不会改变希我伯特空间的维数).那些分子轨道的能量,不妨下于,近似等于,大概是矮于本子轨道的能量,它们分别对付应于成键,非键,大概是反键态.简朴的道,非键轨道跟组成它的本子轨道能量好已几,如果有电子排正在该轨道上,则对付体系成键能量上不太大助闲.由于固体中的每个能戴皆是有许多本子轨道拉拢而成,简朴的道,对付于某一只可戴,它的上半部对付应化教上所谓的反键态,下半部分对付应于成键态,而中部的天区对付应于非键态.然而是,由于能戴利害常汇集的,进而是连绝(准连绝的),对付于某个简曲的能级,往往很易道出简曲是什么键态,如果那个能级不是对付应于能戴矮,大概是能戴顶的话.而且,普遍费米里附近的能戴不然而仅由一种本子轨道扩展而成,而是分歧种轨道杂化而成,要定量道明是比较易的.2.闭于金属,细糙的道,金属中的电子是以电子气的情况出现,分散于所有金属天圆的空间.正价离子真通过对付“大寡”电子气的吸引而汇集正在所有.从化教上道,金属键不妨瞅搞是一种共价键,不过不鼓战性战目标性.然而是那种明黑太细糙.从固体物理的角度,金属中电子分散跟半导体,绝缘体(也便是电介量)类似,对付基态皆是依照能量最矮排正在能戴上.只不过,金属的费米能级脱过电子天圆的能戴(也便是电子不占谦该能戴),进而使得费米里附近的电子介进导电.所以,非键本去不是咱们道的自由电子,二者不必定的通联.金属中的电子也不是真足的自由电子,其波函数仍旧受离子周期调制的布洛赫波,而非仄里波.3.离子键等不克不迭正在DOS中瞅,我收过博门的帖子.简朴的从DOS最多不妨定性的瞅出杂化,然而是不克不迭瞅出杂化轨道中的电子到底偏偏背哪个本子,果此不克不迭瞅出离子键大概是共价键的情况.迩去我师弟问我一个很垃圾杂志上用DOS收会离子键大概是共价键的文章,那个文章我瞅了一下,它的收会是错的.4.根据我上头的道法,由于固体的“非键态”正在DOS大概是BAND的中部,当费米能级附近利害键态时,换句话道,便是标明费米能级脱越了能戴的中部,道明电子不占谦,果此是金属晶体,是金属性的标记.那样明黑有原理.第一本理估计截止计划(系列二)计划一:电荷稀度图(charge density),变型电荷稀图(def-ormation charge density)战好分电荷稀度图(difference charge density)等等,加自旋极化的处事还大概有自旋极化电荷稀度图(spin-polarized charge density).所谓“变型”是指本子组成体系(团簇)之后电荷的沉新分散,“好分”是指共一个体系化教身分大概者几许构型改变之后电荷的沉新分散,果此通过那种好分图不妨很曲瞅天瞅出体系中个本子的成键情况.通过电荷汇集(accumulation)/益坏(depletion)的简曲空间分散,瞅成键的极性强强;通过某格面附近的电荷分散形状推断成键的轨道(那个主假如对付d轨道的收会,对付于s大概者p轨道的形状收会我还不睹过).问题:我对付那三种电荷图明黑的不深进,通过那三种电荷稀度图能推断出是共价键战离子键吗?如果能,何如推断出去?最佳能给出三种电荷图加以道明.计划二:对付于成键收会用的晶体轨道沉叠筹备图,怎么样收会?谁会MULLIKEN电荷筹备图,请诸位虫友帮手计划那个问题,最佳给个图,收会一下.多开.计划三:TDOS,SDOS,SPDOS,LDOS,PDOS是从分歧的正里去形貌体系的电子结构,反应的意义也分歧,大家谁了解TDOS,SDOS,SPDOS,LDOS,PDOS的辨别?最佳揭个图,所有收会一下,共共教习.期视得到版主战诸位虫友的支援,会的正在温习一下,不会的便当教面新知识,大家共共教习.【计划】闭于用态稀度去瞅体系成键的本量那里,先晃出我的瞅面,便是态稀度跟体系成键本量(也便是局域键是共价,离子,金属,大概是混同键等等之类),并不间接闭系,然而它不妨从真足上(而非局域键)推断体系是金属,半导体大概是绝缘体(那是能戴论的基础瞅面之一).态稀度的定义为(单位体积)单位能量上的状态数.简朴的道,便是正在某个能量附近,体系状态的分散的稀稀程度.举个简朴的例子,比圆罕睹的氢分子战CO2分子的态稀度,很隐然,正在不思量能级百般展宽果素效率的情况下,皆是DELTA函数.那么,从那一堆DELTA函数,能瞅出去前者是共价键而后者是共价键战离子键的一种混同键吗?隐然不克不迭.(要注意的是,CO2中C-O有离子身分的,不是杂的共价键,虽然离子身分较少.)对付于固体,咱们能从TDOS的戴隙去推断体系的真足本量,比圆是金属仍旧半导体等等.然而是无法给出更细的疑息.那么LDOS战PDOS呢?它们能给出什么疑息.以LDOS为例,咱们不妨给出体系某个本子的LDOS.我认为LDOS只可给出该本子本子轨道成键后的杂化情况,然而是道明不了与周围本子的价键本量,也便是不克不迭间接道明是离子键仍旧共价键.本去那面很简单明黑,比圆,思量A本子的S轨道战B本子的S轨道有杂化(为简朴起睹不思量其余轨道的杂化情况),那道明S战S电子之间有变化,然而是是由A的S到B的S,仍旧反过去?便不克不迭只是的用LDOS去推断了,必须思量A战B简曲的电背性.不过,由LDOS的宽窄情况,不妨瞅出去轨道的杂化程度,如果比较窄,则杂化不热烈(仍脆持本子轨道DELTA 函数的形式),如果比较宽,道明杂化比较强.本去能戴中由孤坐本子能级形成能戴,便是杂化的历程,内层电子杂化不明隐,能戴较窄,而中层电子则好同.佳了,对付于那个小问题,便道那样多.道的也纷歧定对付,如果哪个虫友有其余瞅法,跟我的纷歧样,还请见教.基础上共意您的瞅面,不过一些观念上需要澄浑:1.DOS的观念是相对付于固体而止的,小分子不DOS那个观念,惟有energy level. DOS用于道明轨道相互效率情况比较符合.2.闭于“杂化”,化教上有特殊含意,是共一本子的分歧轨道再拉拢,老中喊它hybridization,而您那里本量该当是指mixing3.要甄别是“共价键”仍旧“离子键”,用电荷稀度去道,大概更佳一些.4.化教键不千万于的共价与离子,不过瞅哪种效率力更明隐一些而已.呵呵,对付不起,您有的瞅面我不是很共意,简朴道道我的瞅法,不妨计划一下. 1.分子也是有DOS的,不过DOS 是一些DELTA函数而已.LS是搞量子化教的,不了解用过不用过(大概者听出听道过)ADF硬件,估计后不妨间接把DOS绘出去.2.天然,本子轨道杂化(比圆C的SP3杂化),是一个基础的定义.不过,当前便我瞅到的文件,对付于分歧本子的轨道叠加,也不妨道是“杂化”(道成您所谓的mixing也止).比圆,有文件时常道某个分子的HOMO 是由A本子的3P轨道战B本子的2S轨道杂化而成,等等.那样道,好像也不会引起误解.3.要鉴分别子键跟共价键用电荷稀度去道是更符合,那面我共意,那也是寡所周知的到底.不过,我那里不过道明简朴从DOS上瞅不出去共价键大概是离子的本量.并不计划用什么物理量(比圆电荷好分稀度,电荷变形稀度等等)去瞅键的本量更符合.4.化教键不千万于的共价键大概是离子键,我共意.本去,不然而仅是分子,固体中的情况也一般.比圆罕睹的离子晶体NACL,离子身分也不是100%的.您道的的第三、第四个问题我并不正在那个帖子中展宽计划.大概让您有所误解,对付不起.我觉的LS好像微瞅图像不收会.天然,那不过我的感觉,一定准确.也大概是我的微瞅图像不收会.“然而是分离您的初初结构去瞅,ldos基础上仍旧比较准确的”,那句话有问题,最先,纵然是分离LDOS瞅截止,也该当是分离劣化过的构型,而不克不迭是初初构型.更要害的是,纵然忽略那个小的过得,那句话也分歧过得.以最简朴的氢分子为例,其成键战反键态波函数不过好一个正背号,皆是二个本子的S 轨道杂化而成.果此从LDOS上,二个态所隐现的皆是二个S的沉叠,无非是所处能量位子分歧.果此,我纵然把氢分子的结构(本去便是二面一线段)战LDOS给您,仅从那二个疑息您也不克不迭通过LDOS给出成键态战反键态的形状,自然不克不迭给出键的目标.更不必道是多本子分子了.其余,“临近本子的相对付位子,是不妨瞅出是什么样的分离键的”,我不了解您那里的键是从分子轨道表里过去的,仍旧从价键(VB)表里过去的.当前普遍皆是收会分子轨道表里的截止.对付于分子轨道,比圆HOMO,HOMO-1,HOMO-2,......皆是一个真足,每个轨道皆代表一个电子正在是空间的分散,单独瞅他们正在某几个本子间的分散,并推断是什么键,好像分歧过得共价键正在二个元素之间的局部天区电子稀度会有较强的分散",那句话定性上是对付的,如果好分电荷稀度大概是变形电荷稀度集结正在某二个本子间,道明共价键比较强.然而“您不妨瞅到Ti战C之间天区电子稀度较小,那是离子键的明隐个性”,那句话的意义简单明黑,然而是,我感触间接用本子的MULLIKEN电荷大小去道明离子性的强强,大概更佳一面.大概许会有人道,MULLILKEN电荷本去禁绝确.的确,从其自己的算法去瞅,是那样.然而是,用去定性收会仍旧蓄意义的.特天是相对付大小的比较.果为“Ti战C 之间天区电子稀度较小”,怎么个小法才搞体现离子键?那很阻挡易道收会.末尾,至于LDOS战PDOS的辨别,前者偏偏沉于简曲本子的态稀度,后者是所有晶胞的S,P,D的电子分散.本去,往往正在使用LDOS中,咱们也是把该本子的S,P,D电子分启的,确切的道是LPDOS更符合,呵呵.天然,DOS的种类有很多中,比圆TDOS,SDOS,SPDOS,LDOS,PDOS等等,那些DOS反映了体系电子结构的分歧正里,表示了不真足相共的意义.以上皆是最基础的观念,只消您认识固体物理,我念明黑起去该当不什么问题.量化从量子力教而去,从处理小分子启初,修坐了一些形貌问题的观念,电子分散的形貌,引进能级观念,那时的能量分散不过一个个孤坐的面;到了扩展体系大概者较大的体系时,一些能级隔断渐渐变得很小,以至易以区别,出了个“戴”,此时才有了DOS.虽然二者类似,然而仍旧略有区别的,至于什么时间喊energy level,何时称DOS,睹仁睹智吧,部分认为仍旧有区别的.至于“杂化”那个观念,无论从物理仍旧化教的角度道,本谅我不克不迭担当您的瞅面,杂化(hybridization)不然而仅是Pauling天才天玩出去的观念,它是有深刻的物理背景的,本量上它是量子力教一个假定(态叠加本理)的简曲应用,那战“mixing"是二码事女;其次,化教上是庄重辨别”杂化“与”mixing"(混同,化教上多称为轨道拉拢),“杂化”正在化教上是指共一本子分歧轨道间的沉新拉拢,而不克不迭用去形貌分歧本子间轨道的混同(mixing),玩物理的老中们多用state mixing,进心之后,时而才被被玩女成“杂化”.很忸捏,我不必阿姆斯特丹的物品,虽然了解它不算太贵,然而年计费很烦,虽然了解它的band不妨估计固体,然而仍旧喜欢维也纳,萝卜青菜,各有所爱吧.开开您的计划!呵呵,本子轨道本本多用STO表示,不过便当于积分,于是采与GTO展启,产死各色基组,所以,您那里的道法又存留问题了采与基组本本便是拟合STO大概本子轨道的,而后正在此前提上,构制分子轨道,本去不是间接拿GTO线性拉拢成MO.我念再次强调的是,LCAO不过构制分子轨道的要收之一,不人也不那个本理节制您必须用LCAO,不过它用起去比较简净、便当、通用且易于步调化而已,如果承诺,大不妨采与其余构制办法.恕我曲止战脆持.1.DOS跟能级是有区别的.无论对付于分子大概是固体,皆有能级(只不过固体的能级比较汇集,是连绝大概是准连绝,果而称之为戴,大概者道,能戴是固体能级的一个局里的道法),本去二者皆是体系(分子大概是固体)薛定谔圆程的解,从量子力教的角度去瞅,并不辨别.咱们本去也不妨把固体中的某个能量喊搞能级,比圆罕睹的费米能级,并不所有妨碍.而态稀度是单位能量(单位体积)状态数的分散,对付于体系的几许维度大概是对付称性等不央供.正在周期晶体,非周期固体,分子等等皆不妨应用.2.的确,当前hybridization大概是mixing用的的确比较烂.不过,量子力教的态叠加本理不然而仅不妨用正在共一个本子分歧轨道的叠加.态叠加本理有着非常深刻的物理含意.换句话道,LS所谓的mixing也是态叠加本理的体现.不过,我感触您的瞅法佳像不是那样的.3.我道的ADF指的便是ADF,而不是其中的BAND.ADF不妨给出分子的DOS,而BAND不妨给出固体的DOS.天然,BAND普遍出人用.的确,我不认为分别属于二个本子的轨道间的mixing是态叠加本理!道得心语些,形貌体系的分歧状态波函数间的拉拢仍是形貌体系状态的波函数,那是态叠加本理.形貌分歧本子的轨道之间的混同即成键是针对付分歧本子而止,从本子轨道那个条理道,二个本子是分歧体系,果此其轨道的mixing便不克不迭算做态叠加本理,便像您不克不迭把杂化轨道称为分子轨道一般,杂化轨道仍旧是本子轨道,而此时的分子轨道不再是本子轨道.嘻嘻,有面牛角尖了,睹谅!既然LS承认分歧本子的轨道mixing是态叠加本理的体现.我念请教一下LS,那么正在分子轨道表里中,是哪个量子力教基根源基本理(大概者其推论)不妨包管体系的分子轨道不妨展启为分歧本子轨道的线性拉拢?我不是搞化教的,对付结构化教大概是量子化教不死,不过一些问题不妨计划一下.将本子轨道线性拉拢为分子轨道不过构制分子轨道的一种脚法,不需要什么量子力教本理去支撑,真足不妨不必本子轨道去构制分子轨道,只消您能制出一个形貌分子体系电子疏通状态的函数便不妨,不是有些硬件还采与数值轨道的吗.....用GTO大概是STO不过技能上的问题,从物理上道,STO 切合本量的电子波函数,然而是从估计上道,GTO更便当数值运算.本去我上头道的很收会了“分子轨道的展启纷歧定用本子轨道”,所以并不一定用LCAO要收,期视您不要误解,呵呵.把分子轨道展启,到底用什么基组,瞅估计的便当而定.不妨是有一定物理意义的本子轨道,天然,也不妨是不间接物理意义的GTO基组(通过拟合STO等等脚法去表示)等等.以至,只消您承诺,用仄里波形式的基组也。

半导体 ph的dos

半导体 ph的dos

半导体 ph的dos半导体是一种特殊的材料,具有独特的物理特性和应用价值。

它在电子行业中扮演着重要的角色,被广泛应用于各种电子设备中,例如计算机、手机、电视等。

半导体的特性与其能带结构密切相关。

在半导体中,存在着价带和导带,两者之间存在一定的能隙。

当半导体处于绝缘态时,价带和导带之间的能隙非常大,几乎没有载流子的存在。

而当半导体被掺杂或加热时,价带和导带之间的能隙会变小,使得载流子能够被激发出来,从而使半导体具有导电性。

半导体的导电性可以通过其本征载流子和杂质载流子来解释。

本征载流子是由半导体材料本身的原子组成的,例如硅(Si)和锗(Ge)。

而杂质载流子则是由外部杂质原子掺入半导体中形成的,例如掺入磷(P)和硼(B)的硅材料。

这些杂质原子的掺入会在半导体晶格中引入额外的能级,从而改变了半导体的导电性。

半导体的导电性还可以通过控制其杂质浓度和结构来实现。

例如,通过在半导体材料中引入P型杂质和N型杂质,可以形成PN结构。

在PN结构中,P型区域富含正电荷,N型区域富含负电荷。

当PN 结受到外加电压时,正负电荷之间的结界区域将形成电场,从而使得载流子在半导体中流动,实现电流的导通。

半导体的DOS(态密度)是指在能量空间中,每个能级上存在的电子的数量。

不同能级上的电子数量可以通过DOS来描述。

在半导体中,由于能带结构的影响,DOS在导带和价带之间存在一定的差异。

导带中的DOS较高,意味着存在大量的自由电子,而价带中的DOS 较低,意味着几乎没有自由电子。

通过控制半导体材料的DOS,可以实现对其导电性的调控。

例如,通过控制杂质浓度和结构,可以改变半导体的DOS分布,从而改变其导电性。

此外,通过在半导体材料中引入局域缺陷,也可以调控其DOS分布,进而影响半导体的电子输运性质。

半导体的DOS对于其电子性质具有重要影响。

通过研究和理解半导体的DOS,可以更好地设计和优化半导体器件,提高其性能和应用价值。

在未来的发展中,随着对半导体材料和器件的深入研究,我们相信半导体技术将会有更广阔的应用前景。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

态密度(Density of States,简称DOS)在DOS结果图里可以查瞧就就是导体还就就是绝缘体还就就是半导体,请问怎么瞧。

理论就就是什么?或者哪位老师可以告诉我这方面得知识可以通过学习什么获得。

不胜感激。

查瞧就就是导体还就就是绝缘体还就就是半导体,最好还就就是用能带图DOS得话瞧费米能级两侧得能量差谢希德。

复旦版得《固体能带论》一书中有,请参阅!另外到网上或者学校得数据库找找“第一性原理”方面得论文,里面通常会有一些计算分析。

下面有一篇可以下载得:ZnO得第一性原理计算hoffman得《固体与表面》对态密度得理解还就就是很有好处得。

下面这个就就是在版里找得,多瞧瞧吧:如何分析第一原理得计算结果用第一原理计算软件开展得工作,分析结果主要就就是从以下三个方面进行定性/定量得讨论:1 ﻫ、电荷密度图(charge density);2、能带结构(EnergyBand Structure);ﻫ3、态密度(Density ofStates,简称DOS)。

ﻫﻫ电荷密度图就就是以图得形式出现在文章中,非常直观,因此对于一般得入门级研究人员来讲不会有任何得疑问。

唯一需要注意得就就就是这种分析得种种衍生形式,比如差分电荷密图(def-ormationchargedensity)与二次差分图(difference chargedensity)等等,加自旋极化得工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarizedc harge density)。

所谓“差分”就就是指原子组成体系(团簇)之后电荷得重新分布,“二次”就就是指同一个体系化学成分或者几何构型改变之后电荷得重新分布,因此通过这种差分图可以很直观地瞧出体系中个原子得成键情况。

通过电荷聚集(accumulation)/损失(depl etion)得具体空间分布,瞧成键得极性强弱;通过某格点附近得电荷分布形状判断成键得轨道(这个主要就就是对d轨道得分析,对于s或者p轨道得形状分析我还没有见过)。

分析总电荷密度图得方法类似,不过相对而言,这种图所携带得信息量较小。

ﻫ能带结构分析现在在各个领域得第一原理计算工作中用得非常普遍了。

但就就是因为能带这个概念本身得抽象性,对于能带得分析就就是让初学者最感头痛得地方。

关于能带理论本身,我在这篇文章中不想涉及,这里只考虑已得到得能带,如何能从里面瞧出有用得信息。

首先当然可以瞧出这个体系就就是金属、半导体还就就是绝缘体。

判断得标准就就是瞧费米能级与导带(也即在高对称点附近近似成开口向上得抛物线形状得能带)就就是否相交,若相交,则为金属,否则为半导体或者绝缘体。

对于本征半导体,还可以瞧出就就是直接能隙还就就是间接能隙:如果导带得最低点与价带得最高点在同一个k点处,则为直接能隙,否则为间接能隙。

在具体工作中,情况要复杂得多,而且各种领域中感兴趣得方面彼此相差很大,分析不可能像上述分析一样直观与普适。

不过仍然可以总结出一些经验性得规律来。

主要有以下几点: 1) 因为目前得计算大多采用超单胞(supercell)得形式,在一个单胞里有几十个原子以及上百个电子,所以得到得能带图往往在远低于费米能级处非常平坦,也非常密集。

原则上讲,这个区域得能带并不具备多大得解说/阅读价值。

因此,不要被这种现象吓住,一般得工作中,我们主要关心得还就就是费米能级附近得能带形状。

ﻫ2) 能带得宽窄在能带得分析中占据很重要得位置。

能带越宽,也即在能带图中得起伏越大,说明处于这个带中得电子有效质量越小、非局域(non-local)得程度越大、组成这条能带得原子轨道扩展性越强。

如果形状近似于抛物线形状,一般而言会被冠以类sp带(sp-li keband)之名。

反之,一条比较窄得能带表明对应于这条能带得本征态主要就就是由局域于某个格点得原子轨道组成,这条带上得电子局域性非常强,有效质量相对较大。

3) 如果体系为掺杂得非本征半导体,注意与本征半导体得能带结构图进行对比,一般而言在能隙处会出现一条新得、比较窄得能带。

这就就就是通常所谓得杂质态(doping state),或者按照掺杂半导体得类型称为受主态或者施主态。

ﻫ4)关于自旋极化得能带,一般就就是画出两幅图:majority spin与minority spin。

经典得说,分别代表自旋向上与自旋向下得轨道所组成得能带结构。

注意它们在费米能级处得差异。

如果费米能级与majority spin得能带图相交而处于minority s pin得能隙中,则此体系具有明显得自旋极化现象,而该体系也可称之为半金属(half metal)。

因为majority spin与费米能级相交得能带主要由杂质原子轨道组成,所以也可以此为出发点讨论杂质得磁性特征。

5) 做界面问题时,衬底材料得能带图显得非常重要,各高对称点之间有可能出现不同得情况。

具体地说,在某两点之间,费米能级与能带相交;而在另外得k得区间上,费米能级正好处在导带与价带之间。

这样,衬底材料就呈现出各项异性:对于前者,呈现金属性,而对于后者,呈现绝缘性。

因此,有得工作就就是通过某种材料得能带图而选择不同得面作为生长面。

具体得分析应该结合试验结果给出。

(如果我没记错得话,物理所薛其坤研究员曾经分析过$\b eta$-Fe得(100)与(111)面对应得能带。

有兴趣得读者可进一步查阅资料。

)原则上讲,态密度可以作为能带结构得一个可视化结果。

很多分析与能带得分析结果可以一一对应,很多术语也与能带分析相通。

但就就是因为它更直观,因此在结果讨论中用得比能带分析更广泛一些。

简要总结分析要点如下:1)在整个能量区间之内分布较为平均、没有局域尖峰得DOS,对应得就就是类sp带,表明电子得非局域化性质很强。

相反,对于一般得过渡金属而言,d轨道得DOS一般就就是一个很大得尖峰,说明d电子相对比较局域,相应得能带也比较窄。

2 ﻫ) 从DOS图也可分析能隙特性:若费米能级处于DOS值为零得区间中,说明该体系就就是半导体或绝缘体;若有分波DOS跨过费米能级,则该体系就就是金属。

此外,可以画出分波(PDOS)与局域(LD OS)两种态密度,更加细致得研究在各点处得分波成键情况。

3) 从DOS图中还可引入“赝能隙”(pseudogap)得概念。

也即在费米能级两侧分别有两个尖峰。

而两个尖峰之间得DOS并不为零。

赝能隙直接反映了该体系成键得共价性得强弱:越宽,说明共价性越强。

如果分析得就就是局域态密度(LDOS),那么赝能隙反映得则就就是相邻两个原子成键得强弱:赝能隙越宽,说明两个原子成键越强。

上述分析得理论基础可从紧束缚理论出发得到解释:实际上,可以认为赝能隙得宽度直接与Hamiltonian矩阵得非对角元相关,彼此间成单调递增得函数关系。

ﻫ4) 对于自旋极化得体系,与能带分析类似,也应该将majority spin与minority spin分别画出,若费米能级与majority 得DOS相交而处于minority得DOS得能隙之中,可以说明该体系得自旋极化。

5) 考虑LDOS,如果相邻原子得LDOS在同一个能量上同时出现了尖峰,则我们将其称之为杂化峰(hybridizedpeak),这个概念直观地向我们展示了相邻原子之间得作用强弱。

请教楼主:1ﻫ、我一直不明白DOS图中得非键得概念。

这里得非键,到底就就是什么意思?DOS图中能不能瞧出来?如何瞧?2ﻫ、金属中除了金属键,电子都就就是以什么状态存在得?就就是非键吗?所谓得非键就就是不就就是就就就是我们过去所说得自由电子?还就就是说,金属键得电子就就就是自由电子呢?ﻫ金属中金属键占大部分啊,还就就是说非键占大部分? 3、离子键在DOS中能不能瞧出来?如何瞧?4ﻫ、我曾瞧到文献上说,费米能附近得非键就就是金属性得标志。

这句话如何理解?1.其实DOS就就是固体物理得概念,而非键(以及成键与反键等)就就是结构化学得概念,但就就是现在经常用在同一个体系说明不同得问题。

先说一下非键,然后在把它跟BAND与DOS结合起来。

从结构化学得角度来说,分子轨道就就是由原子轨道线性组合而成。

如果体系有n个原子轨道进行组合,就会产生n个分子轨道(即轨道数目守恒,其实从量子力学得角度,就就就是正交变换不会改变希尔伯特空间得维数)。

这些分子轨道得能量,可以高于,近似等于,或就就是低于原子轨道得能量,它们分别对应于成键,非键,或就就是反键态。

简单得说,非键轨道跟组成它得原子轨道能量差不多,如果有电子排在该轨道上,则对体系成键能量上没有太大帮助。

ﻫ由于固体中得每个能带都就就是有许多原子轨道组合而成,简单得说,对于某一只能带,它得上半部对应化学上所谓得反键态,下半部分对应于成键态,而中部得区域对应于非键态。

但就就是,由于能带就就是非常密集得,从而就就是连续(准连续得),对于某个具体得能级,往往很难说出具体就就是什么键态,如果这个能级不就就是对应于能带低,或就就是能带顶得话。

而且,一般费米面附近得能带不仅仅由一种原子轨道扩展而成,而就就是不同种轨道杂化而成,要定量说明就就是比较难得。

ﻫ2、关于金属,粗糙得说,金属中得电子就就是以电子气得情况出现,分布于整个金属所在得空间。

正价离子实通过对“公共”电子气得吸引而聚集在一起。

从化学上讲,金属键可以瞧做就就是一种共价键,只就就是没有饱与性与方向性。

但就就是这种理解太粗糙。

从固体物理得角度,金属中电子分布跟半导体,绝缘体(也就就就是电介质)类似,对基态都就就是按照能量最低排在能带上。

只不过,金属得费米能级穿过电子所在得能带(也就就就是电子没有占满该能带),从而使得费米面附近得电子参与导电。

所以,非键并不就就是我们说得自由电子,两者没有必然得联系。

金属中得电子也不就就是完全得自由电子,其波函数还就就是受离子周期调制得布洛赫波,而非平面波。

3、离子键等不能在DOS中瞧,我发过专门得帖子。

单纯得从DOS最多可以定性得瞧出杂化,但就就是不能瞧出杂化轨道中得电子究竟偏向哪个原子,因此不能瞧出离子键或就就是共价键得情况。

最近我师弟问我一个很垃圾杂志上用DOS分析离子键或就就是共价键得文章,这个文章我瞧了一下,它得分析就就是错得。

4ﻫ、根据我上面得说法,由于固体得“非键态”在DOS或就就是BAND得中部,当费米能级附近就就是非键态时,换句话说,就就就是表明费米能级穿越了能带得中部,说明电子没有占满,因此就就是金属晶体,就就是金属性得标识。

这么理解有道理。

第一原理计算结果讨论(系列二)讨论一: 电荷密度图(charge density),变型电荷密图(def-ormationchargedensity)与差分电荷密度图(difference chargedensity)等等,加自旋极化得工作还可能有自旋极化电荷密度图(spin-polarized chargedensity)。

相关文档
最新文档