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szdtzjz铁虫 (初入文坛)
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纳米线的能带的高能量部分不正确
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Sample Text 我最近试着做纳米线的输运，使用Wannier90做PWscf的自洽计算的后处理。因为是纳米线，就得使用超原胞。但是发现了问题，就是纳米线的一维能带的高能量部分，似乎是不正确的。下面是一个具体的问题。 首先是“石墨带”，其结构如下图  在做自旋极化的时候，它会呈现出反铁磁性，是半导体，有禁带。现在不做自旋极化，它呈现出导体的特性，禁带宽度为0。但是费米能级以上的能带看起来很不对劲，是一堆能带挤在一起的，似乎能量值上不去，如下图：  我进一步提高能量的cutoff、基本上没影响。提高纳米线之间的间距，那些挤在一起的能带会更挤。现在的间距已经超过10A了的，我都提高到过40A，只是更挤了。我觉得这个原因不应该是“不相容原理使相互靠近的纳米线的能级分裂”，因为10A和40A的距离都很大了，而却有很大的差异。 第二个，我计算Al线时也遇到了这样的问题。在计算Al体材（fcc）的时候，能带取几十个都没问题，但是用超原胞计算Al线时，同样的事情也发生了，就是高能量的能带看起来挤在一起。 这似乎是超原胞计算上的数值问题，不知道能否通过改变计算参数改善。下面是我的石墨带的计算输入文件。其中原子位置是已经弛豫过的。 由于本人刚刚注册小木虫，金币不多，只能悬赏8个。有能帮助的实在是太感谢了！ 自洽： &control calculation='scf' restart_mode='from_scratch', prefix='grap_rb' pseudo_dir = '/home/stu/softwares/espresso-4.3.2-ifort/pseudo', outdir= '.' tstress=.true tprnfor=.true / &system ibrav= 8, celldm(1) = 4.6412, celldm(2) = 8 celldm(3) = 5 nat=10, ntyp= 2, ecutwfc = 30.0, occupations='smearing' smearing='gaussian' degauss=0.01 / &electrons electron_maxstep = 50 diagonalization = 'cg' conv_thr = 1.0d-8 mixing_beta = 0.5 / &ions / ATOMIC_SPECIES C 2.0d0 C.pbe-rrkjus.UPF H 2.0d0 H.pbe-rrkjus.UPF ATOMIC_POSITIONS C 0.000000000 -5.418544675 0.000000000 0 1 0 C 0.000000000 -2.688756570 0.000000000 0 1 0 C 0.000000000 2.688756570 0.000000000 0 1 0 C 0.000000000 5.418544675 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 -6.702144040 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 -1.356327235 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 1.356327235 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 6.702144040 0.000000000 0 1 0 H 2.320600000 -8.765978573 0.000000000 0 1 0 H 2.320600000 8.765978573 0.000000000 0 1 0 K_POINTS 8 8 8 1 1 1 能带： &control calculation='bands' restart_mode='from_scratch', prefix='grap_rb' pseudo_dir = '/home/stu/softwares/espresso-4.3.2-ifort/pseudo', outdir= '.' tstress=.true tprnfor=.true / &system ibrav= 8, celldm(1) = 4.6412, celldm(2) = 8 celldm(3) = 5 nat=10, ntyp= 2, ecutwfc = 30.0, occupations='smearing' smearing='gaussian' degauss=0.01 nbnd = 35 / &electrons electron_maxstep = 50 diagonalization = 'cg' conv_thr = 1.0d-8 mixing_beta = 0.5 / &ions / ATOMIC_SPECIES C 2.0d0 C.pbe-rrkjus.UPF H 2.0d0 H.pbe-rrkjus.UPF ATOMIC_POSITIONS C 0.000000000 -5.418544675 0.000000000 0 1 0 C 0.000000000 -2.688756570 0.000000000 0 1 0 C 0.000000000 2.688756570 0.000000000 0 1 0 C 0.000000000 5.418544675 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 -6.702144040 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 -1.356327235 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 1.356327235 0.000000000 0 1 0 C 2.320600000 6.702144040 0.000000000 0 1 0 H 2.320600000 -8.765978573 0.000000000 0 1 0 H 2.320600000 8.765978573 0.000000000 0 1 0 K_POINTS crystal …… |
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【答案】应助回帖
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那些在0.0~4.0eV能量区间的电子态是有物理意义的，在石墨烯体系是非常普遍的。同样的graphene nanoribbon,可以看看如下链接的图2： http://iopscience.iop.org/0953-8984/25/5/055304 （1）首先，那些态围绕Gamma点程parabolic形状，说明这些电子态是near free electron gass。其实这些态对Ca参杂的graphite (graphene)的超导性质其主导作用，叫做interlayer states。楼主可以搜索一下“CaC6 superconductivity”； （2） 其次，这些态的劈裂是graphene nanoribbon有限宽度造成的，一般来说，只要横向真空大于8埃，基本上就可以将nanoribbon看成孤立的了； （3）最后，目前很多Tight-binding方法得到的能带里面，基本上是不会出现interlayer states，这是方法不给力造成的。所以，很多基于tight-binding的光学性能模拟的文章，有一部份是不可信的。 |
9楼2013-02-01 19:56:55
