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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » Vasp&MedeA » STM原理及其第一性原理模拟的物理意义
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cenwanglai

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老和山猥琐派九段

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[求助] STM原理及其第一性原理模拟的物理意义

STM，扫描隧道显微镜

通过控制偏压，针尖到样品表面的高度和针尖-表面电流来得到1埃分辨率的表面信息。分为针尖-表面距离恒定的等高模式和针尖-表面电流恒定的恒流模式两种操作方式。

等高模式收集的信息是电流随针尖坐标的变化，恒流模式收集的信息是针尖高度随针尖坐标的变化。

隧道电流、针尖高度、偏压的等参数与表面态密度和电荷密度有一定的关系，所以STM可以了解表面几何结构，也可以了解电荷密度和态密度分布情况。到这里我就不清楚了。第一行原理计算的态密度是能量空间内的量，如何体现在STM的实空间坐标上呢？

第一行原理可以计算费米能级以下一定能量范围内的点和密度( PARCHG)，对这个在样品表面一定厚度内积分，可以得到面点么密度分布。STM模拟就是这个？

STM针尖“看到”的，实际上只是可以与针尖形成电流的“电子”吧？平整表面等高模式电流在二维面上的变化与电荷密度变化有关，也与电荷所处的态有关。电荷所属态的变化形成STM的灰度输出图。是这样的吗？

请教STM模拟的物理图像。

[ Last edited by cenwanglai on 2011-8-13 at 23:32 ]
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固体物理-第一性原理

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1楼2011-08-13 16:29:13
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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

老和山猥琐派九段

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★ ★ ★
贺仪(金币+3): 多谢指教！ 2011-09-07 22:56:07
引用回帖:
7楼: Originally posted by 韩D小希 at 2011-09-03 15:25:26:
您好  看到您的帖子 很受教  想请教一下  如何计算PARCHG呢  

PS：VASP新人  还望指点

vasp手册上有的，6.59节 Band decomposed chargedensity

首先要做scf计算得到WAVECAR

然后设置
ISTART = 1
ICHARG = 1
LPARD = TRUE
EINT = -3  -2.5   !设置能量范围，所给数字为示例，前面小，后面大。只有一个数字表示积分到费米能级

LSEPK= FALSE  
其它设置也要注意以下，比如SIGMA, NBANDS等等，但是这些参数等你碰到具体任务的时候再考虑也不迟。
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8楼2011-09-07 22:20:04
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uuv2010

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【答案】应助回帖

★ ★ ★
youzhizhe(金币+3): 谢谢交流。 2011-08-14 15:51:06
cenwanglai(金币+5): 谢谢回复！ 2011-08-16 00:09:41
原子位置是坐标空间的，态密度是能量空间的，所以可以通过选择坐标空间的原子，然后调节STM针尖的偏压观测到不同能量空间的信息，实现能量空间和坐标空间的结合。比如AB原子如果态密度分布不同的话，某一偏压下针尖扫过AB原子给出的图像就会不一样，反映的就是某一坐标空间的TH近似中的针尖曲率半径中心处的态密度的信息。（不是很熟悉，只是自己的理解，轻拍）
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3楼2011-08-14 11:12:07
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普通回帖

sunyang1988

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
uuv2010(金币+2): 欢迎参加交流 2011-08-14 11:02:17
cenwanglai(金币+5): 谢谢回复！ 2011-08-16 00:07:32
态密度虽然是能量空间的，但态密度所对应的电荷分布确实实空间的，模拟STM就是画出对应费米面附近态密度的那部分电荷，也就是STM针尖所“看到”的图像
在STM针尖上施加电压，该电压可以使得费米能级附近的部分电子处于“激活”状态，克服晶体场作用达到针尖形成电流。某一点“激活”电子多少与与施加电压范围有关，而同一电压下不同点的“激活”电子数目不同，这反映到STM针尖电流上形成了STM扫描图像
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心之所向无惧无悔
2楼2011-08-14 09:36:45
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cenwanglai

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老和山猥琐派九段

优秀版主
引用回帖:
2楼: Originally posted by sunyang1988 at 2011-08-14 09:36:45:
态密度虽然是能量空间的，但态密度所对应的电荷分布确实实空间的，模拟STM就是画出对应费米面附近态密度的那部分电荷，也就是STM针尖所“看到”的图像
在STM针尖上施加电压，该电压可以使得费米能级附近的部分电 ...

这样说来，计算PARCHG，能量范围从-xeV到费米能级，得到电荷密度分布，然后做slice就可以得到STM模拟结果了？

做STM模拟的时候，如何确定能量范围呢?

我找些文献来看看，看他们是怎么做的。

[ Last edited by cenwanglai on 2011-8-16 at 16:37 ]
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4楼2011-08-16 00:13:58
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sunyang1988

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
cenwanglai(金币+4): 谢谢回复！，呵呵 2011-08-16 16:12:20
zzy870720z(金币+1): 鼓励交流 2011-09-03 17:21:48
引用回帖:
4楼: Originally posted by cenwanglai at 2011-08-16 00:13:58:
这样说来，计算PARCHG，能量范围从-xeV到费米能级，得到空间带你和密度分布，然后做slice就可以得到STM模拟结果了？

做STM模拟的时候，如何确定能量范围呢?

我找些文献来看看，看他们是怎么做的。

这个范围不是很准，我问了做STM的同学他们一般在1eV左右，也可以尝试着改变这个参数看看结果差别大不大
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心之所向无惧无悔
5楼2011-08-16 09:37:56
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uuv2010

荣誉版主 (职业作家)

优秀版主

【答案】应助回帖

★
cenwanglai(金币+3): 谢谢回复，呵呵 2011-08-17 08:50:08
zzy870720z(金币+1): 鼓励交流 2011-09-03 17:22:00
引用回帖:
4楼: Originally posted by cenwanglai at 2011-08-16 00:13:58:
这样说来，计算PARCHG，能量范围从-xeV到费米能级，得到电荷密度分布，然后做slice就可以得到STM模拟结果了？

做STM模拟的时候，如何确定能量范围呢?

我找些文献来看看，看他们是怎么做的。
[ Las ...

这样是可以的。当然这种做法是很粗略的TH近似，只是考虑了样品的态密度的影响，没有考虑针尖效应以及针尖和样品之间的相互作用。准确度更高的还是需要考虑隧穿矩阵元的影响，即在修正的barden近似。能量范围还是依据实验比较好，和实验测量有误差，但是一般不会差别太大。

[ Last edited by uuv2010 on 2011-8-16 at 20:49 ]
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6楼2011-08-16 20:47:49
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韩D小希

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by cenwanglai at 2011-08-16 00:13:58:
这样说来，计算PARCHG，能量范围从-xeV到费米能级，得到电荷密度分布，然后做slice就可以得到STM模拟结果了？

做STM模拟的时候，如何确定能量范围呢?

我找些文献来看看，看他们是怎么做的。
[ Las ...

您好  看到您的帖子 很受教  想请教一下  如何计算PARCHG呢  

PS：VASP新人  还望指点
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7楼2011-09-03 15:25:26
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韩D小希

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by cenwanglai at 2011-09-07 22:20:04:
vasp手册上有的，6.59节 Band decomposed chargedensity

首先要做scf计算得到WAVECAR

然后设置
ISTART = 1
ICHARG = 1
LPARD = TRUE
EINT = -3  -2.5   !设置能量范围，所给数字为示例，前面小，后面大 ...

谢谢您  我会试着看看的
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9楼2011-09-08 08:05:10
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ya_mde

金虫 (初入文坛)
引用回帖:
1422886楼: Originally posted by cenwanglai at 2011-09-07 22:20:04
vasp手册上有的，6.59节 Band decomposed chargedensity

首先要做scf计算得到WAVECAR

然后设置
ISTART = 1
ICHARG = 1
LPARD = TRUE
EINT = -3  -2.5   !设置能量范围，所给数字为示例，前面小，后面大。 ...

师兄 你好 我想问一下在算 Band decomposed chargedensity中的费米能级附近的电荷密度时 ＫＰＯＩＮＴＳ这个文件怎样设置呢　
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10楼2012-11-08 15:35:56
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