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Materials Studio官方教程:DMol3——能带结构和态密度的计算【2】

已有 4272 次阅读 2021-10-16 22:32 |个人分类:科研干货|系统分类:科研笔记

华算.png

紧接上文:

Materials Studio官方教程:DMol3——能带结构和态密度的计算【1】


3、设置计算任务控制参数并运行计算

可以使用Job Control选项卡上的命令来对DMol3计算任务进行控制。

选择Job Control选项卡。 

01.png

DMol3 Calculation对话框的Job Control选项卡

此处,可以选择计算运行的网关位置,并设置各种选项,如任务描述、计算任务是否在多核上并行、及所使用的CPU核数。还可以通过单击More...按钮,进一步设置任务选项,包括实时更新参数设置和计算任务完成选项。

现在可以运行DMol3计算任务了。

单击Run按钮并关闭对话框。

将显示一个名为Status.txt的文本文档,报告DMol3计算运行的状态。这个文档会定期更新,直到计算完成。 

4、分析能带结构

当计算任务完成时,结果将返回到Project Explorer中的AlAs DMol3 Energy文件夹。

AlAs DMol3 Energy文件夹中,双击AlAs.xsd

将显示AlAs结构。晶体结构与原始结构相同,但此结构具有与运行DMol3计算相关的结果。在本教程的剩余部分,将分析能带结构和DOS结果。

单击Modules工具条上的DMol3按钮004.png,选择Analysis,或在菜单栏中选择Modules | DMol3 | Analysis

打开DMol3 Analysis对话框。

02.png

DMol3 Analysis对话框Band structure选项

从下拉菜单中选择Band structure,单击View按钮。

将显示能带结构图。 

03.png

AlAs的DMol3能带结构

能带的能量与费米能级有关,费米能级的值为零。注意,Γ点(G)处的带隙只有约0.1 Hartree,表明这是一个半导体。可以使用缩放控件扩大图表的此区域,并更精确地测量带隙。图中报告的实际带隙为0.054 Ha(1.5 eV),从图中可以看出,定性来看,AlAs为间接带隙,和实验结果一致[1]。密度泛函方法低估了带隙的绝对值,低温下的实验带隙约为2.2 eV。

5、分析DOSPDOS

AlAs DMol3 Energy文件夹中,双击AlAs.xsd

在DMol3 Analysis对话框中选择Density of states。单击Partial单选按钮,勾选spdSum复选框。单击View按钮。

将显示PDOS图。

04.png

AlAs的DMol3分波态密度

检查费米能级处的能量状态数,此处能量为0。绝缘体将有一个明显的带隙,而导体将有许多态。这里的图是典型的半导体PDOS图。请注意,可以看到每种类型的轨道(s、p或d)产生了多少个态。

还可以看到有多少态与结构中的特定原子相关联。

AlAs DMol3 Energy文件夹中,双击AlAs.xsd

通过单击选择一个铝原子(铝原子位于单位晶胞的角落)。

使用与上述相同的步骤重新创建PDOS图。

现在,在AlAs中选择As原子,并为该原子创建另一个PDOS图。

比较Al、As和整个单位晶胞的结果。

提示:为了提高DOS和PDOS图的精度,可以改变态密度计算中所使用的积分方法。

当选中Density of states时,单击DMol3 Analysis对话框上的More...按钮,打开DMol3 DOS Analysis Options对话框。从Integration method下拉列表中选择Interpolation,并将Accuracy level设置为Fine。单击OK按钮,然后单击DMol3 Analysis对话框上的View按钮。这将产生更精确的DOS图,图中具有更明显的特征和更清晰定义的带隙。

从菜单栏中选择File | Save Project,然后选择Window | Close All

本教程到此结束。

本教程对应视频将在杨站长视频号、华算科技B站同步推送,敬请各位关注。

[1] Semiconductors Information

【系列教程】

Materials Studio官方教程:DFTB+——最小能量的计算【1】

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