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第一部分:能带计算中高对称K点的选取,符号标识及路径
能带的计算是在得到较高精度的自洽电荷密度后,按照若干高对称K点给出的路径来做非自洽计算完成的。自洽计算与非自洽计算的区别在于:自洽计算需要按照K网格把晶包空间(倒空间)划分完全,k点取样要代表整个布里渊区;而能带计算只是处理自洽计算的结果,从后者提取一定的信息。
晶体结构除了7-14-32-230几个数字特征为,还有4个字母P,I,C和F要注意:
(1)简单点阵(P)(Sample lattice) ,结点仅分布在平行六面体的八个顶上。
(2)体心点阵(I)(Body-centered lattice),除8个顶点外,在体心有一个结点。
(3)底心点阵(C)(Bace-centerde lattice),除8个顶点外,在六面体的上、下平行面的中心各有一个结点。
(4)面心点阵(F)(Face centred lattice),除8个顶点外,在六个面的中心处各有一个结点。
P,I,C,F四个字母将在http://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cryst/中查找晶体点群和高对称K点时起到作用。
K点的标识符号使用希腊字母来做的。不知道为什么要这样,估计也是起源于欧洲科学家盲目的自我优越感。
比如简单立方(cP).我是这样找的。现在MS(Material
Studio)中画出一个三边相等的立方Box来,顶点上任意添加一个原子。然后Find symetry,insert
symetry,后面你就知道去哪里找简单立方的空间群符号Pm-3m(或者群号,1-230的数字,简单立方是221)了。然后去那个该死的网站http://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cryst/programs/nph-table?from=kv按图索骥,得到一个表http://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cryst/programs/nph-kv-list?gnum=221。
所有你要找的,关于这个指定的晶胞的高对称K点,及中间过渡点,都在这个列表里。
比如简单立方:
需要交代的还有六小点说明:
(1)DT=Delta(Δ), SM=Sigma(Σ), GM=Gamma(Γ), LD=Lambda(Λ)
(2)相同字母在不同对称性结构中的代表的k点可能是不同的,每种结构都对应一套公认的高对称k点标识希腊字母。
(3)(0.5,0.5,0.5),自然就是(1/2,1/2,1/2),而不是(1,1,1)在简单立方中表示顶点R,这是以基矢长度为单位的。因为八个顶点都是等价的,所以取一个就代表了;正交晶格(a
neq b neq c,三边互相垂直)三条基矢边中点都是不一样的,所以棱的中点上有3个非等价高对称点。依次类推。
(4)关于u,v,w,实际上等价与x,y,z,就是基矢单位;(u,u,u)表示Gamma--->R方向上的k点。其它类似。
(5)能带计算的高对称k点,连起来成为k path,这个是可以随意连的。没有固定的顺序,但是都是对的。标注的时候,如果是用Oringin画图,取消横坐标的数字标记,就按照k点坐标的顺序标注上对应的希腊字母就好了。
(6)这样找来找去,毕竟还是麻烦。好的做法是,一次找全,然后把K点标出来,贴到办公桌正对面的墙上,日日观摩,自然烂熟于心了。
第二部分:K点的图形化显示及相关免费软件
要图形化看k点和设置路径,可以用Xcrysden这个免费软件,可以到http://www.xcrysden.org/下载。它是在linux平台下运行的,按照网页上的提示,傻瓜也可以编译了,各位看客应该自信没有问题。如果你有一个晶胞(或超胞),写成POSCAR,然后用v2xsf (http://nano.tu-dresden.de/~jkunstmann/software.html)这个程序(放入linux搜索路径下就成为命令)把他转化成*.xsf文件,然后就可以直接用xcrysden --xsf *.xsf来打开这个结构了。在Xcrysden的图形界面下,tool工具下有k-path,就可以进去看立体的所有高对称点k点及他们的坐标了。用鼠标按照任意顺序单击选取k点,就会自动连成线,及为k-path.见下图:
另外,http://www.cryst.ehu.es/cgi-bin/cryst/programs/nph-table?from=kv中也可以直接看到,选定对称结构(如Pm-3m)后,进去点击[Brillouin zone],会看到下面的图:
from: http://blog.sciencenet.cn/blog-478347-366624.html
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