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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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cenwanglai

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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。
8楼2011-09-07 22:20:04
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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
心之所向无惧无悔
2楼2011-08-14 09:36:45
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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)
3楼2011-08-14 11:12:07
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cenwanglai

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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 ]
4楼2011-08-16 00:13:58
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