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[资源] vasp5.2计算半导体Si光学性质的总结

前一段时间计算了Si的光学性质,现在整理下帖出来,希望对光学方面的虫友有帮助,当然有不当的地方请大家指教。由于DFT方法计算出的半导体带隙不太准确,所以这里在用HSE杂化计算能带后直接计算光学性质
就顺水提出的问题,做下面说明,标志红色
1.建模结构优化这里就不说了
2..优化后DFT计算(HSE杂化需要DFT的支持)这里需要说明的是后面计算要用到这步的波函数
INCAR:
System = diamond Si
ENCUT = 400
ISTART = 0
ICHARG = 2
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
PREC = Accurate
EDIFF = 1.0E-05
EDIFFG = -0.001
NSW = 0
IBRION = -1
ISIF = 2
GGA = PS(此处如果用GGA = PS请在POTCAR中修改LEXCH  = PS)
KPOINTS:
Automatic mesh
0
M
7   7   7
0   0   0

POSCAR:
Si-Diamond:                             
   5.43800000000000     
     0.0000000000000000    0.5000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.0000000000000000    0.5000000000000000
     0.5000000000000000    0.5000000000000000    0.0000000000000000
   Si
   2
Selective dynamics
Direct
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000   T   T   T
  0.2500000000000000  0.2500000000000000  0.2500000000000000   T   T   T

  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
运行vasp
3.HSE06计算(此步在DFT基础上)这步用到上步的波函数

INCAR:
SYSTEM = Si-Diamond
ISTART = 1
ICHARG = 2
EDIFF = 0.00001
EDIFFG = -0.001
GGA = PS
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
ENCUT = 400
ENAUG = 800
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .TRUE.
LCHARG = .TRUE.
NELM = 200
NSW = 0
IBRION = -1
LMAXMIX = 4
NSIM = 4
ISYM = 0
LHFCALC = .TRUE.
HFSCREEN = 0.2
ALGO = Damped
TIME = 0.4
ENCUTFOCK = 0
AEXX = 0.25
NBANDS = 24(此处为DFT计算是的2—3倍)根据说明要有足够的空带
其他文件从DFT文件夹拷贝过来,运行vasp计算

4.optic计算(这步用到上面的波函数)
INCAR:
SYSTEM = Si-Diamond
ISTART = 1
ICHARG = 2
EDIFF = 0.00001
EDIFFG = -0.01
GGA = PS
ENCUT = 400
ENAUG = 800
NELM = 200
NSW = 0
IBRION = 1
LMAXMIX = 4
ISMEAR = -5
NSIM = 4
ISYM = 0
LHFCALC = .TRUE.
HFSCREEN = 0.2
ALGO = N
TIME = 0.4
ENCUTFOCK = 0
AEXX = 0.25
NELMIN = 5
LOPTICS = TRUE
CSHIFT = 0.1
NBANDS = 24
NPAR = 1
NEDOS = 2000
LRPA = .FALSE.              
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .FALSE.   
LCHARG = .FALSE.

KPOINTS:(此处为HSE计算时的2-3倍,关于这一点加密K点是为保证介电谱收敛)
Automatic mesh
0
M
9   9   9
0   0   0

其他全部文件从HSE06计算文件夹中拷贝
主要此处NPAR = 1,vasp运行时不可并行运行这里要说的是NPAR = 1按能带依次处理。如果此处还用并行那么vasp会要求你设置NPAR = number ,与NPAR = 1不合
运行vasp

5.结果(与实验值做比较)
介电函数实部:

介电函数虚部:

介电函数:

折射率:

还有差别,欢迎大家指正
这里感谢顺水提出的问题,如大家还有问题,请指出并指出问题的关键及解决方法,不要让大家都感到很迷惑谢谢

[ Last edited by liliangfang on 2012-4-23 at 11:25 ]
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★ ★
youzhizhe(金币+3): 谢谢交流。 2011-10-30 10:20:08
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2592318
这里是中文版的翻译。
楼主看明白后,继续谈论吧。
最近很忙,先写这么多吧
13楼2011-10-28 22:50:51
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:18:58
不该加的K点不能加啊!
不然会万劫不复,特别是你的计算机计算能力弱的时候!
5楼2011-10-28 20:46:04
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:22:22
引用回帖:
3楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 20:42:33:
你这有很多是错的。
建议要重新核实一下下。
看看vasp的说明书。
5.2就是5.2不是4.6。

这是我经过N多次计算总结出的比较可行的方案,错误应该是有的,希望你具体指出,并作出相应解释,大家一起学习,非常感谢
7楼2011-10-28 22:06:56
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:19:20
主要此处NPAR = 1,vasp运行时不可并行运行
NPAR 不为 1也可以计算的
8楼2011-10-28 22:39:24
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:19:48
楼主你认为你的结果和实验相符合的很好吗?
我看未必,相比normal的DFT和实验比是进步了。
但是你这是HSE啊。
多花了normal DFT 10-20倍的计算量啊。
这个结果不是很好啊
11楼2011-10-28 22:47:50
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★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:32
引用回帖:
10楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 22:43:48:
3.HSE06计算(此步在DFT基础上)
这里要明确你要的什么?DFT基础上太模糊。
是要上一步的WAVCAR啊。
这个一定要明确。不然算的全的有问题的。
[ Last edited by 顺水 ...

It is strongly recommended to perform standard DFT calculations first, and to start HF type calculations from a preconverged WAVECAR file.
另外GW也是需要的
GW calculations always require the calculation of a standard DFT WAVECAR file in an initial step.
14楼2011-10-28 22:55:45
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:36
引用回帖:
13楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 22:50:51:
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2592318
这里是中文版的翻译。
楼主看明白后,继续谈论吧。
最近很忙,先写这么多吧

这个帖子我在最先的时候就在研究了,不知道你想说明什么,明示
15楼2011-10-28 23:01:03
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:01
引用回帖:
20楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-29 00:11:23:
number of k-points has changed, file:    36 present:   112
这会造成你计算又要加上2个数量级左右。
汗死啊!!!
也就是你128核的机器能烧得起。
偶们想都不要想。

确实 这种方法很吃硬件,但是没办法,目前我只会用这个来修正带系,不知道你有没有更好的方法?当然+u的就别说了加K这点有待商榷,回头我联系下官网

[ Last edited by liliangfang on 2011-10-29 at 08:54 ]
23楼2011-10-29 08:40:09
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spielfuehrer

金虫 (正式写手)


★★★★★ 五星级,优秀推荐

引用回帖:
7楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-28 22:06:56
这是我经过N多次计算总结出的比较可行的方案,错误应该是有的,希望你具体指出,并作出相应解释,大家一起学习,非常感谢...

你好,请问根据你的方法算出来的介电函数能不能用来推导动态电导率?
98楼2016-01-18 14:12:48
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xxxxxxxfc

金虫 (正式写手)


★★★ 三星级,支持鼓励

请教一个问题:第四步的optic计算里面IBRION是不是应该为-1?
100楼2017-01-06 16:06:13
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:18:52
你这有很多是错的。
建议要重新核实一下下。
看看vasp的说明书。
5.2就是5.2不是4.6。
3楼2011-10-28 20:42:33
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:22:17
引用回帖:
5楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 20:46:04:
不该加的K点不能加啊!
不然会万劫不复,特别是你的计算机计算能力弱的时候!

首先感谢指出错误,我是使用5.2的说明书的,我们的计算机一共是128个核的。还有啊请指出错误的地方,谢谢
6楼2011-10-28 21:57:39
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★ ★
youzhizhe(金币+3): 谢谢交流。 2011-10-30 10:19:29
KPOINTS:(此处为HSE计算时的2-3倍)
为什么?请给出参考文献。
不能任意加K点的。
你用什么算的?
波函数啊!!!!
怎么能够半路加K点。
贴出你的输出信息让大家看看发生了什么。
前20行就好了。

[ Last edited by 顺水 on 2011-10-28 at 22:43 ]
9楼2011-10-28 22:40:38
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:19:34
3.HSE06计算(此步在DFT基础上)
这里要明确你要的什么?DFT基础上太模糊。
是要上一步的WAVCAR啊。
这个一定要明确。不然算的全的有问题的。

[ Last edited by 顺水 on 2011-10-28 at 22:45 ]
10楼2011-10-28 22:43:48
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顺水

金虫 (小有名气)



youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:27
建议楼主好好的看看vasp的说明书
12楼2011-10-28 22:48:21
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:41
引用回帖:
11楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 22:47:50:
楼主你认为你的结果和实验相符合的很好吗?
我看未必,相比normal的DFT和实验比是进步了。
但是你这是HSE啊。
多花了normal DFT 10-20倍的计算量啊。
这个结果不是很好啊

DFT计算能带,半导体带隙误差很大,而光学性质依赖于能带,HSE很好的修正带隙
16楼2011-10-28 23:03:41
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:47
引用回帖:
13楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 22:50:51:
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2592318
这里是中文版的翻译。
楼主看明白后,继续谈论吧。
最近很忙,先写这么多吧

我想不如你也贴出你的方法,比较一下
17楼2011-10-28 23:04:35
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:52
引用回帖:
8楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 22:39:24:
主要此处NPAR = 1,vasp运行时不可并行运行
NPAR 不为 1也可以计算的

你说的很对,但是你试试看会出现什么
18楼2011-10-28 23:07:08
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★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:22:03
引用回帖:
9楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 22:40:38:
KPOINTS:(此处为HSE计算时的2-3倍)
为什么?请给出参考文献。
不能任意加K点的。
你用什么算的?
波函数啊!!!!
怎么能够半路加K点。
贴出你的输出信息让大家看看发生了什么。
前 ...

这个我也很怀疑,这是一个印度人告诉我的,不置可否
running on    1 nodes
distr:  one band on    1 nodes,    1 groups
vasp.5.2.2 15Apr09 complex
POSCAR found type information on POSCAR  Si
POSCAR found :  1 types and    2 ions
LDA part: xc-table for Pade appr. of Perdew
found WAVECAR, reading the header
  number of k-points has changed, file:    36 present:   112
  trying to continue reading WAVECAR, but it might fail
WARNING: stress and forces are not correct
POSCAR, INCAR and KPOINTS ok, starting setup
WARNING: small aliasing (wrap around) errors must be expected
FFT: planning ...(           1 )
reading WAVECAR
the WAVECAR file was read sucessfully
charge-density read from file: Si-Diamond                              
entering main loop
       N       E                     dE             d eps       ncg     rms          ort
现在强烈要求贴出你的方法,谢谢
19楼2011-10-28 23:23:09
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顺水

金虫 (小有名气)


★ ★
youzhizhe(金币+2): 谢谢交流。 2011-10-30 10:20:29
引用回帖:
19楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-28 23:23:09:
这个我也很怀疑,这是一个印度人告诉我的,不置可否
running on    1 nodes
distr:  one band on    1 nodes,    1 groups
vasp.5.2.2 15Apr09 complex
POSCAR found type information on POSCAR  Si
...

number of k-points has changed, file:    36 present:   112
这会造成你计算又要加上2个数量级左右。
汗死啊!!!
也就是你128核的机器能烧得起。
偶们想都不要想。
20楼2011-10-29 00:11:23
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顺水

金虫 (小有名气)



youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:20:43
引用回帖:
18楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-28 23:07:08:
你说的很对,但是你试试看会出现什么

如果你的计算有错误提示请重新编译你的vasp。呵呵。
我如果不测试不敢在这里乱讲。
21楼2011-10-29 00:13:53
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:20:55
引用回帖:
21楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-29 00:13:53:
如果你的计算有错误提示请重新编译你的vasp。呵呵。
我如果不测试不敢在这里乱讲。

恩 的确 这跟参数设置有关系 你设置别的参数 肯定可以并行计算,谢谢提醒
22楼2011-10-29 08:37:41
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:07
引用回帖:
13楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-28 22:50:51:
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=2592318
这里是中文版的翻译。
楼主看明白后,继续谈论吧。
最近很忙,先写这么多吧

有个问题想问你
(including local field effects in RPA (Hartree))
这个怎样才能包括局域场效应这个我以前按照他的设置方法,很多方法都用过当时依然RPA, no local field effects,前提是参数设置正确
24楼2011-10-29 08:53:36
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顺水

金虫 (小有名气)



youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:11
引用回帖:
23楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-29 08:40:09:
确实 这种方法很吃硬件,但是没办法,目前我只会用这个来修正带系,不知道你有没有更好的方法?当然+u的就别说了加K这点有待商榷,回头我联系下官网
[ Last edited by liliangfang on 2011-10-29  ...

不改变K点就快多了啊
25楼2011-10-29 17:59:38
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 10:21:16
引用回帖:
25楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-29 17:59:38:
不改变K点就快多了啊

是啊,我也不太清楚他为什么建议我多加K点
26楼2011-10-29 20:39:51
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youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-10-30 21:15:18
引用回帖:
25楼: Originally posted by 顺水 at 2011-10-29 17:59:38:
不改变K点就快多了啊

加密K是为了保证介电谱收敛
27楼2011-10-30 11:35:27
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buct2010

金虫 (正式写手)


★★★★★ 五星级,优秀推荐

引用回帖:
6楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-28 21:57:39:
首先感谢指出错误,我是使用5.2的说明书的,我们的计算机一共是128个核的。还有啊请指出错误的地方,谢谢

受内伤了用四核并行算任务的孩子伤不起啊。
楼主很细心,总结的也很好,向你学习!加油
28楼2011-11-02 21:19:51
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xiaowenzhi16

铁杆木虫 (正式写手)


★★★ 三星级,支持鼓励

GOOG
29楼2011-11-06 10:03:44
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小豆sumy

金虫 (小有名气)


★★★★★ 五星级,优秀推荐

你好,我在算光学性质时遇到NPAR的问题,请问你有无遇到,是怎么解决的。
HF is only implemented for NPAR=number of nodes.                     Otherwise communication between nodes would be required during the     calculation of the exchange potential, which would be utterly slow.
30楼2011-11-08 13:10:16
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引用回帖:
30楼: Originally posted by 小豆sumy at 2011-11-08 13:10:16:
你好,我在算光学性质时遇到NPAR的问题,请问你有无遇到,是怎么解决的。
HF is only implemented for NPAR=number of nodes.                     Otherwise communication between nodes would be required d ...

NPAR=1,直接vasp计算,不用并行
31楼2011-11-08 13:15:43
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小豆sumy

金虫 (小有名气)


引用回帖:
31楼: Originally posted by liliangfang at 2011-11-08 13:15:43:
NPAR=1,直接vasp计算,不用并行

直接vasp,出现这样
forrtl: severe (174): SIGSEGV, segmentation fault occurred
Image              PC                Routine            Line        Source            
vasp               00000000004B3070  Unknown               Unknown  Unknown
vasp               00000000004232FB  Unknown               Unknown  Unknown
vasp               000000000042011C  Unknown               Unknown  Unknown
libc.so.6          0000003F0A61D8B4  Unknown               Unknown  Unknown
vasp               0000000000420029  Unknown               Unknown  Unknown
32楼2011-11-08 14:30:46
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32楼: Originally posted by 小豆sumy at 2011-11-08 14:30:46:
直接vasp,出现这样
forrtl: severe (174): SIGSEGV, segmentation fault occurred
Image              PC                Routine            Line        Source            
vasp               00000000 ...

http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=3334708
33楼2011-11-08 15:34:14
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小豆sumy

金虫 (小有名气)


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32楼: Originally posted by 小豆sumy at 2011-11-08 14:30:46:
直接vasp,出现这样
forrtl: severe (174): SIGSEGV, segmentation fault occurred
Image              PC                Routine            Line        Source            
vasp               00000000 ...

嗯,谢谢你!
我在算硅纳米线,最后算光学性质这步好慢呀,16个小时出了5步。
34楼2011-11-08 16:13:47
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★★★★★ 五星级,优秀推荐

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24楼: Originally posted by liliangfang at 2011-10-29 08:53:36:
有个问题想问你
(including local field effects in RPA (Hartree))
这个怎样才能包括局域场效应这个我以前按照他的设置方法,很多方法都用过当时依然RPA, no local field effects,前提是参数设置正确

DFT方法是得不到包含局域场效应的,只有采用DFPT或是GW方法才可以。不过DFPT方法在VASP中只能得到静态介电常数,得不到随频率变化的介电函数。如果一定要得到动态值,可以用ABINIT程序。
在LOPTIC=ture时,有:
Note that local field effects, i.e. changes of the cell periodic part of the potential are neglected in this approximation. These can be evaluated using either the implemented density functional perturbation theory (see Sec. 6.70.4) or the GW routines (see Sec. 6.71).
35楼2011-11-17 10:37:24
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35楼: Originally posted by mazuju028 at 2011-11-17 10:37:24:
DFT方法是得不到包含局域场效应的,只有采用DFPT或是GW方法才可以。不过DFPT方法在VASP中只能得到静态介电常数,得不到随频率变化的介电函数。如果一定要得到动态值,可以用ABINIT程序。
在LOPTIC=ture时,有: ...

谢谢指教
36楼2011-11-17 11:03:39
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小豆sumy

金虫 (小有名气)


你好,得到以下数值后,作图是用X下面的值还是Y呢?你能不能解释一下X、Y、Z、XY、YZ、ZX分别代表什么呢?谢谢你!

  frequency dependent IMAGINARY DIELECTRIC FUNCTION (RPA, no local field effects)
     E(ev)      X         Y         Z        XY        YZ        ZX
37楼2011-11-18 15:00:17
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37楼: Originally posted by 小豆sumy at 2011-11-18 15:00:17:
你好,得到以下数值后,作图是用X下面的值还是Y呢?你能不能解释一下X、Y、Z、XY、YZ、ZX分别代表什么呢?谢谢你!

  frequency dependent IMAGINARY DIELECTRIC FUNCTION (RPA, no local field effects)
    ...

http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=3561053
38楼2011-11-18 15:26:02
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小豆sumy

金虫 (小有名气)


请问得到介电函数虚部随能量变化的图像后,怎样画折射率、光吸收系数图像呢???  谢谢~
39楼2011-11-23 10:17:04
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39楼: Originally posted by 小豆sumy at 2011-11-23 10:17:04:
请问得到介电函数虚部随能量变化的图像后,怎样画折射率、光吸收系数图像呢???  谢谢~

固体物理上面有公式,推导就处来了
40楼2011-11-23 14:52:09
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小豆sumy

金虫 (小有名气)


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40楼: Originally posted by liliangfang at 2011-11-23 14:52:09:
固体物理上面有公式,推导就处来了

呃,我也知道有公式啊~>
42楼2011-11-23 17:46:06
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42楼: Originally posted by 小豆sumy at 2011-11-23 17:46:06:
呃,我也知道有公式啊~><!

有公式不就行了吗 ,公式有介电函数与N,K的关系,推导呗,还多文献李都有啊
43楼2011-11-23 18:54:13
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小豆sumy

金虫 (小有名气)


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43楼: Originally posted by liliangfang at 2011-11-23 18:54:13:
有公式不就行了吗 ,公式有介电函数与N,K的关系,推导呗,还多文献李都有啊

嗯,我知道每一个值都可以对应公式算出来。但是因为换算不简单,还有平方和二元一次方程,所以直接转化成光吸收系数图像的话,在excel中对数据处理不方便。所以问问有没有简单的办法。

另外还想问的是,文献的图中最强的介电峰对应横轴为4.5eV,而我画的对应到了6eV左右,这是参数哪没设好吗?? thanks~
44楼2011-11-23 23:41:08
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44楼: Originally posted by 小豆sumy at 2011-11-23 23:41:08:
嗯,我知道每一个值都可以对应公式算出来。但是因为换算不简单,还有平方和二元一次方程,所以直接转化成光吸收系数图像的话,在excel中对数据处理不方便。所以问问有没有简单的办法。

另外还想问的是,文献的 ...

你在google搜下算光学性质的,里面就由别人推导完的公式啊,峰值差太远说明你的带隙算的不准,HSE和GW方法可以很好的修正带隙
45楼2011-11-24 08:43:59
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282926214

金虫 (小有名气)


★★★ 三星级,支持鼓励

  偶还是用4.6的算......落后啊  老板不给力啊
46楼2011-11-24 08:50:52
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46楼: Originally posted by 282926214 at 2011-11-24 08:50:52:
  偶还是用4.6的算......落后啊  老板不给力啊

那就不好办啦,4.6加剪刀差好像,没试过,不过现在很少人用了,4.6算带隙非常之不准
47楼2011-11-24 09:53:54
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282926214

金虫 (小有名气)


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47楼: Originally posted by liliangfang at 2011-11-24 09:53:54:
那就不好办啦,4.6加剪刀差好像,没试过,不过现在很少人用了,4.6算带隙非常之不准

有带隙校正...
48楼2011-11-24 10:35:26
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48楼: Originally posted by 282926214 at 2011-11-24 10:35:26:
有带隙校正...

那你就试试校正吧,带隙算准就好了
49楼2011-11-24 11:04:00
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guoshukuan

铜虫 (小有名气)


★★★★★ 五星级,优秀推荐

不错的模板。非常详细!顶!
50楼2011-12-25 16:37:56
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简单回复
kgdu2楼
2011-10-28 13:17   回复  
五星好评  谢谢分享!!
顺水4楼
2011-10-28 20:44   回复  
五星好评  
2011-11-23 14:58   回复  
三星好评  谢谢分享!
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