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求助，本科二年级，有关杂质能级的问题想向大佬提问已有1人参与
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各位大佬好，我是本科生二年级学生。我想请问有关杂质能级应该怎么看？如何通过计算得出？ 我刚刚学第一性计算不久，有关杂质能级的找不到学习资源，请问大佬有相关的经验吗？或者是有杂质能级相关的资源也可以喔，我想学习这方面的知识，拜托各位大佬。 祝大佬科研路上顺风顺水，成果满满，SCI 发到手软！ 发自小木虫手机客户端 |
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rlafite
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【答案】应助回帖
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杂质能级指的是在理想晶体（host）中加入外来原子（杂质）后，新原子或其局域态在带隙或费米能附近引入的局域化电子态。 浅能级（shallow level）：能量接近导带或价带边缘，容易热激发，通常起到施主/受主作用（如P掺杂Si）。 深能级（deep level）：能量远离带边，通常引起载流子俘获或非辐射复合。 在金属或磁性体系中，杂质态可能在费米能附近形成共振态（resonant state）或局域磁矩，如 Kondo 效应中的局域态。 Step 1. 构建超胞模型 (Supercell) 在一个足够大的晶胞中引入一个杂质原子（替位或间隙）。 要保证杂质间距足够大（一般 >10 Å）以避免周期性相互作用。 举例：Si₁₆₃B₁ 表示在 4×4×4 Si 超胞中用一个 B 替代 Si。 Step 2. 自洽计算能带结构和态密度 (DOS/PDOS) 分别计算 纯体系 和 掺杂体系 的能带或态密度。 在掺杂体系中： 投影态密度 (PDOS) 可显示杂质原子贡献的局域态。 若杂质的PDOS在带隙中出现峰，即为“杂质能级”。 对比两个体系的 费米能和带边变化，可以判断能级位置。 在 VASP、Quantum ESPRESSO、WIEN2k、或者 ABINIT 等中都可输出 PDOS。 在 QE 中：projwfc.x 可得到投影态密度。 |
2楼2025-10-30 00:44:53
rlafite
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R. M. Martin, Electronic Structure: Basic Theory and Practical Methods → 理论上讲得最系统，包括缺陷与局域态。 David S. Sholl & Janice A. Steckel, Density Functional Theory: A Practical Introduction → 非常适合初学者，有实际计算步骤。 C. Freysoldt et al., Rev. Mod. Phys. 86, 253 (2014) → “First-principles calculations for point defects in solids” ——这是理解缺陷/杂质能级的经典综述！ |
3楼2025-10-30 00:45:58
4楼2025-11-03 19:02:06