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Illusionist银虫 (正式写手)
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缺陷D在q电子态下的形成能的计算
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PRL Origins of Coexistence of Conductivity and Transparency in SnO2 文章说道 缺陷D在q电子态下的形成能的计算 u0和uSn是氧和锡的化学势，该怎么计算。 计算E（O2）不要用O原子的能量修正一下么，但是修正后岂不是得到结合能了。 O -1.828417eV O2 -9.861268eV 这么算结合能的话是6.204434，比实验值（5.2左右）大很多啊····· 求高手。 公式如图  [ Last edited by Illusionist on 2011-11-3 at 17:47 ] |
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tider
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【答案】应助回帖
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fzx2008(金币+2): 谢谢交流！ 2011-11-04 19:01:20
Illusionist(金币+5): 谢谢 2011-11-05 08:16:52
fzx2008(金币+2): 谢谢交流！ 2011-11-04 19:01:20
Illusionist(金币+5): 谢谢 2011-11-05 08:16:52
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我最近也正想研究ZnO的本征缺陷，所以看了看相关文献，不过我不是高手，我们一起讨论一下吧。 1.化学势就是吉布斯自由能，它表征元素能否稳定存在。因此体系中缺陷（如O）的化学势就要和体系所处环境中该O的化学势相同，但是环境中O的浓度是不定的，对应不定的化学势，这就意味着体系中的化学势也是一个变量。 2.这个变量必然会有一个范围。它的上限就是环境中全部都是O，即富氧条件，而下限则是全部都是Zn（以ZnO为例），即富Zn条件。同时满足u（Zn）+u（O）>u(ZnO)，这样体系才能稳定存在。 3.E（O2）为什么要修正呢？用它减去单原子能量就是结合能了。我也算过，得到的是5.71eV，也有差别，可能跟选取的赝势不同吧。不过据说DFT计算结合能精度不是太高。这与它的slowly varying density假设有关？？ 4.有一个地方我也不太明白，还想请教，为什么Ef也是变量？变化范围是VBM到CBM。是因为这之间是空带，都没有电子可填充？ |
2楼2011-11-04 18:33:09
stractor
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【答案】应助回帖
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Illusionist(金币+5): 2011-11-05 08:17:28
uuv2010(金币+1): 多谢提示! 2011-11-05 11:36:52
Illusionist(金币+5): 2011-11-05 08:17:28
uuv2010(金币+1): 多谢提示! 2011-11-05 11:36:52
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“有一个地方我也不太明白，还想请教，为什么Ef也是变量？变化范围是VBM到CBM。是因为这之间是空带，都没有电子可填充？” 可以这样理解： 对于某带电缺陷，它要得到或去电子，或者说需要将电子在两个“环境”中进行交换。其中一个环境就是晶格本身，另一个环境就是带隙之中的某一位置。例如ZnO中正一价O空位，就是移走中性O原子和一个多余电子。这个多余电子会跑到哪里去呢？两个极端就是要么跑到导带底和价带顶。它可以处于这个两个极端情形的任何位置。所以缺陷形成能公式中费米能级是变量。 此外，对于缺陷情形，会产生缺陷态，大多缺陷态是在带隙之中的，这些缺陷态可能被电子占据。这你可以看半导体物理教科书。所以对于缺陷半导体，带隙之间电子是有机会填充的。 |
3楼2011-11-05 04:24:42
4楼2011-11-05 06:30:17
Illusionist
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uuv2010(金币+1): 欢迎参加交流 2011-11-05 11:37:29
uuv2010(金币+1): 欢迎参加交流 2011-11-05 11:37:29
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1.我没怎么看明白啊。 2.我看文章中的图都是画得两种极端情况，中间情况就可以推测出来了。 3.这个参考基准我也不太确定，有人说是相对于孤立原子的，我也初学，不敢尽信，也不好判断，想先自己研究一下VASP组这个workshop再说吧。http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp ... s/documentation.htm |
6楼2011-11-05 11:32:15
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Illusionist(金币+5): 谢谢 2011-11-06 08:44:46
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2uO+uSn=SnO2的形成焓，怎么回事啊？ 这里要注意表达式中的含义。 某原子 i 的化学势可写为两部分：mu(i)=mu_i (0)+ delta_mu(i). 其中mu_i (0)就元子 i 在基态晶体构型下平均一个原子的能量，delta_mu(i) 是与环境有关的量。如果2uO+uSn=SnO2公式右边是形成焓，那么左边的 mu 是上面我说的公式中的delta_mu(i), 由这方程解出化学势后还需加上mu_i (0)才是缺陷形成能公式中所需的 mu。 如果2uO+uSn=SnO2公式右边是一个化学单元（fomula unit）的能量，左边的mu 就是mu(i)了。 |
8楼2011-11-06 02:41:48
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