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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 » MS » 关于简单读取态密度图和能带信息的方法
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hwceng0816

木虫 (著名写手)

[交流] 关于简单读取态密度图和能带信息的方法

本人不是学量子力学，或者凝聚态物理什么的，对能带图和态密度的所有了解都是看文献得到的一点知识，我想如果要把这两个图完全看懂，必定要花费很多时间，对于非专业的我们来说，只要能读取一些简单的信息就可以，所以我想请懂的你们来帮我指点一下，计算是用CASTEP做计算的。

为了说明问题，我上传了一个态密度，我想知道怎样从态密度看出带隙的大小？另外文献说带隙越大，这种物质的表现问脆性，有这么一个说法吗？
我大概知道，在能带图上，费米能级以上是导带，以下是价带，导带底和价带顶的距离为带隙，也叫禁带宽，那么从态密度上怎么看带隙呢？

最后，通过这个问题，我希望初学者能很快的上手。
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1楼2012-03-25 16:41:19
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youji

木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2012-03-26 08:39:55
从这个图看的话，费米面穿过能带，即费米能级处态密度非零，这样的体系为金属导电性，带隙为零，不是半导体，半导体的带隙是非零的。
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6楼2012-03-26 08:36:34
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youji

木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
fzx2008: 金币+3, 谢谢指教 2012-03-26 09:29:29
hwceng0816: 金币+1 2012-05-19 14:14:58
引用回帖:
7楼: Originally posted by hwceng0816 at 2012-03-26 09:09:19:
你这样的理解错误了，首先这个图的带隙不为0，怎么能看出是0呢？体系貌似是半导体吧

大部分纯的硅材料或者纳米结构是半导体（不是所有，取决于结构）。
图片中的体系应该是K掺杂Si的这样一种体系。
据我的经验，图中没掺杂的Si体系应该是半导体，如果该体系符合刚性能带近似的话，中性半导体的带隙在 1.2 eV左右。
但是，现在是K掺杂后的体系DOS的图片。图中，费米能级处态密度是有非零的具体数值的，意味着费米面与能带交叉，产生了部分填充的能带。
这样的体系，很显然具有导电性的金属行为，带隙为零。
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8楼2012-03-26 09:28:06
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lfzlpd

铜虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
以前，好像不是很久很久以前，小木虫有一个关于DOS的贴，说过这样一句：DOS图中可以看出“赝能隙”，也就是在费米能及两侧分别有两个尖峰，而且两尖峰之间的DOS并不为零。赝能隙直接反映出成键的共价性强弱，越宽越能说明共价越强。共价性越强(你就对照你的结果和要说明的问题，自己开发吧)... ...
另外，导带最低和价带最高的差为带隙在DOS中也是适用的，置于楼上有哥们说你的价带越过费米能及了，就是金属，怎么说了，这是一个不同领域的人的不同说法，从导电性讲，也对，但也不能否认有隙的存在。
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11楼2012-03-26 22:44:50
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普通回帖

Feynmanux

至尊木虫 (文坛精英)
★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
hwceng0816: 金币+1, 谢谢你啊！你回答的很专业，很通俗易懂，符合我提问题的初衷。 2012-03-25 22:54:06
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2012-03-26 08:40:30
从态密度图看带隙,只能看个大概,很难看出确定的值.
你这个的带隙就在0.3-1.5那里.
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2楼2012-03-25 19:50:50
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Feynmanux

至尊木虫 (文坛精英)
★
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2012-03-26 08:40:22
能带图上，费米能级以上是导带，以下是价带，导带底和价带顶的距离为带隙，也叫禁带宽


这不说的清清楚楚了么...
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3楼2012-03-25 19:52:09
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xueht987

木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2012-03-26 08:40:07
带隙越大的话不就说明其绝缘体的倾向越大，一般的陶瓷等都是带隙很大的绝缘体，呈脆性是有可能的，个人理解，呵呵
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4楼2012-03-25 21:08:45
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hwceng0816

木虫 (著名写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by Feynmanux at 2012-03-25 19:52:09:
能带图上，费米能级以上是导带，以下是价带，导带底和价带顶的距离为带隙，也叫禁带宽


这不说的清清楚楚了么...

我想从态密度图上分析
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5楼2012-03-25 22:53:18
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hwceng0816

木虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by youji at 2012-03-26 08:36:34:
从这个图看的话，费米面穿过能带，即费米能级处态密度非零，这样的体系为金属导电性，带隙为零，不是半导体，半导体的带隙是非零的。

你这样的理解错误了，首先这个图的带隙不为0，怎么能看出是0呢？体系貌似是半导体吧
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7楼2012-03-26 09:09:19
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天欲蓝

银虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
楼上都是高手！。。
新手学习中！
好帖
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9楼2012-03-26 09:45:40
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hwceng0816

木虫 (著名写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by youji at 2012-03-26 09:28:06:
大部分纯的硅材料或者纳米结构是半导体（不是所有，取决于结构）。
图片中的体系应该是K掺杂Si的这样一种体系。
据我的经验，图中没掺杂的Si体系应该是半导体，如果该体系符合刚性能带近似的话，中性半导体的带 ...

带隙主要看哪一部分？我只想知道简单判断态密度上的带隙。
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10楼2012-03-26 14:29:50
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lp1986722

银虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
这个应该是有带隙的。这个DOS图说明在参杂后，introduced an impurity level above the VBM. 带隙是减小的，而不是0.
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12楼2012-04-23 23:18:30
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付氏变换

银虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
这图形你采用的精度不够，在费米能级右边还有数值，应该是为零才对，你选用的精度太大了，在ms里可以这样调精度analysis—Density of states—more—Smearing width（调里边的值小点），如果你调得很小就会发现费米能级处为零，然后费米能级到右边有数值的地方就是能隙。
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13楼2012-05-06 21:12:04
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k_now

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
13楼: Originally posted by 付氏变换 at 2012-05-06 21:12:04
这图形你采用的精度不够，在费米能级右边还有数值，应该是为零才对，你选用的精度太大了，在ms里可以这样调精度analysis—Density of states—more—Smearing width（调里边的值小点），如果你调得很小就会发现费米 ...

这个操作的具体意义是什么，是什么宽度？英文专业名词不通
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14楼2012-08-27 11:56:12
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