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关于tight binding和hopping parameters
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最近在看一篇文献的时候，发现里面用到tight binding的hopping parameters思想解释了一些物理问题，虽然说方法不同于且结果等价于常规的能带和态密度分析，但是思考方法还是比较优美的。于是我也尝试着看能不能从第一性原理计算提取hopping parameter，比较初步的搜索发现做法有pwscf的Lowdin charge，Wannier以及LMTO方法。再进一步的搜索发现lmtart这个软件可以直接计算hopping integrals（这里想请教一下hopping integrals和hopping parameters有什么区别），经过一番研究之后，现在把一些初步的结果放上来与大家讨论一下，以增进自己的理解。 我所计算的体系是经典的立方钙钛矿BaTiO3，该体系的价带主要由Ti 3d和3个O 2p轨道组成，因此在设置hopping integrals的时候我就设置tight binding由Ti 3d和3个O 2p轨道组成。计算过程很简单，也就是常规的自洽后由程序自动提取hopping integrals，结果如图所示。  hopping integrals.png |
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10楼2013-07-11 19:24:50
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hopping integrals有两个结果，一个是各个轨道hopping的energy，另外一个是各个轨道hopping的overlaps。 比较有意思的是，我们可以看到Ti 3dyz到O4 2pz，以及Ti 3dx2-y2到O4 2py的hopping energy均为纯虚数，且overlaps也均为纯虚数。这恰好对应着价带到导带Ti d0轨道的跃迁，这是一种巧合还是必然结果？ 由上面得到的hopping energy，我们可以构造一个14*14的Hamiltonian矩阵，通过将该矩阵对角化我们可以得到以下本征能量值（从低到高）： 0.6189 0.6623 0.7105 0.7751 0.7751 0.7770 0.7871 0.7898 0.7898 0.9844 0.9844 0.9851 1.0062 1.0392 我们知道BaTiO3的价带由18个电子填充，蓝字部分对应着前9个本征能量值。 下面我试着分析价带，例如对于第一个本征值0.6189，通过求解的本征矢量可以得到其表述为 对于第二个本征值，可以表述为 从以上结果可以看到： (1)Ti和O原子之间的 (2)Ti的 [ Last edited by iamikaruk on 2013-2-9 at 13:58 ] |
2楼2013-02-09 11:35:37
3楼2013-02-11 22:59:33
5楼2013-07-11 16:55:56
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