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zhangguangping

木虫 (著名写手)

[求助] K点在TranSIESTA计算中的作用

在计算TranSIESTA输运的时候,如果横向(x,y方向)使用了周期性边界条件(这儿指的是真正的电极周期性,而不是程序包默认的周期性边界条件),那么就需要在对应的二维布里渊区要取k点。

首先,根据固体物理我们知道,对于周期体系,所有的物理量都是k点的函数。所以要想计算一个物理量,需要对k点求平均。原则上k点需要取无穷多个才能计算准确。但是,考虑到数值计算时间和精度的容忍度,我们可以选择有限的k点来近似计算这些物理量。因此,k点越多,计算结果越接近准确值。

在TranSIESTA中,体系的哈密顿对k点收敛很快,而透射谱的计算对k点收敛却很慢。如图FIG1是分别采用4*4 k点和20*20 k点的结果。从计算结果可以看出,在费米能级上方附近,4*4的k点有很多尖锐的透射峰。当取20*20之后,这个情况得到缓解。但是如果对20*20的再继续放大,如FIG2,就会发现,这种锯齿状的波动还是存在。

问题1:这种锯齿状的情况以前从来没有碰到过,并且对于以前的体系,采用较少的4*4的k点就很平滑了。想请教大家,这种锯齿状的透射谱,能说明什么呢?为什么随着k点的收敛这么慢?这个能给出一些什么信息呢?

问题2:对于计算透射谱的时候,这个k点什么含义呢?为什么要对k点求平均呢?
对于某一个能量E,要对所有取的k点求平均。这个k点对应电子的能量吗?如果对应的话,是否对应一个k点(k_x,k_y)有E=(k_x*k_x+k_y*k_y)/2m吗?那k_z怎么处理呢?

真心请大牛出来指教.

K点在TranSIESTA计算中的作用
K点在TranSIESTA计算中的作用-1
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弘德明志博学笃行
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lu_wei07

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
sunyang1988: 金币+2, 谢谢交流 2013-06-09 12:42:25
zhangguangping: 金币+10, 有帮助 2013-06-09 17:26:44
对于输运图,计算的时候应该是单点计算,也就是跟K点没有关系,所以一般我计算输运的时候都是取单个的K点,,具体步骤是先用很多K点优化,然后进行单点的DFT计算,最后进行输运计算,关于为什么取单个K点,我问过我导师,他说跟K没关系,不过好像Datta的第一本关于输运的里面涉及了
,最后你这个输运图好奇怪,不知道你算得是什么的输运?
这只是一场游戏
2楼2013-06-09 12:35:14
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zhangguangping

木虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by lu_wei07 at 2013-06-09 12:35:14
对于输运图,计算的时候应该是单点计算,也就是跟K点没有关系,所以一般我计算输运的时候都是取单个的K点,,具体步骤是先用很多K点优化,然后进行单点的DFT计算,最后进行输运计算,关于为什么取单个K点,我问过我 ...

谢谢你的回答。

计算输运的时候,是需要对K点取样的。我不明白你说的跟K点没有关系是什么意思,能详细指教一下吗?
弘德明志博学笃行
3楼2013-06-09 16:15:30
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lu_wei07

银虫 (小有名气)

引用回帖:
3楼: Originally posted by zhangguangping at 2013-06-09 16:15:30
谢谢你的回答。

计算输运的时候,是需要对K点取样的。我不明白你说的跟K点没有关系是什么意思,能详细指教一下吗?...

我用的是我导师自己开发的软件(PRB 70.085410),类似于ATK的那种,我确实问过我导师,为什么计算输运前是进行单点的DFT计算(不是优化),而不是取很多的K点,老师的回答只是说跟K点没有关系了,可是我明明发现Qup-Qdown 不一样。
如果你有兴趣读我导师的博士后,当然你可以直接问我导师的(同济大学柯三黄),我相信他在电子输运这块应该是国内顶尖的,
这只是一场游戏
4楼2013-06-09 17:00:21
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zhangguangping

木虫 (著名写手)

内容已删除
弘德明志博学笃行
5楼2013-06-09 17:17:23
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
建议读读有关波函数匹配的方法来计算电子输运的文献,就可以比较清楚地理解transimission spectra等计算中的波矢k的含义。
比如:PHYSICAL REVIEW B 70, 045417 (2004)

有关k点取样对transimission spectra计算的影响:
M. Stilling , K. Stokbro & K. Flensberg (2007): Crystalline Magnetotunnel Junctions: Fe-mgo-fe, Fe-
feomgo-fe And Fe-aumgoau-fe, Molecular Simulation, 33:7, 557-561
http://www.tandfonline.com/doi/a ... 930508#.UbZstpzRL0c
6楼2013-06-11 08:18:13
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)

可能是因为你垂直于传输方向上的横截面积取的比较大,中间的导体取的是分子体系吧。

但是对于像Fe/MgO/Fe这些晶体组成的磁隧道结,用单个k点就不够了。
7楼2013-06-11 08:20:36
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zhangguangping

木虫 (著名写手)

引用回帖:
6楼: Originally posted by valenhou001 at 2013-06-11 08:18:13
建议读读有关波函数匹配的方法来计算电子输运的文献,就可以比较清楚地理解transimission spectra等计算中的波矢k的含义。
比如:PHYSICAL REVIEW B 70, 045417 (2004)

有关k点取样对transimission spectra计算 ...

谢谢。我去读读。
弘德明志博学笃行
8楼2013-06-11 09:27:29
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zhangguangping

木虫 (著名写手)

引用回帖:
7楼: Originally posted by valenhou001 at 2013-06-11 08:20:36
可能是因为你垂直于传输方向上的横截面积取的比较大,中间的导体取的是分子体系吧。

但是对于像Fe/MgO/Fe这些晶体组成的磁隧道结,用单个k点就不够了。

我电极采用的是3*3的Au,中间是分子。
你说的应该是如果是“Fe/MgO/Fe这些晶体组成的磁隧道结,用单个k点就够了”是吧?
弘德明志博学笃行
9楼2013-06-11 09:28:33
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

引用回帖:
9楼: Originally posted by zhangguangping at 2013-06-11 10:28:33
我电极采用的是3*3的Au,中间是分子。
你说的应该是如果是“Fe/MgO/Fe这些晶体组成的磁隧道结,用单个k点就够了”是吧?...

Fe/MgO/Fe这些晶体组成的磁隧道结,用单个k点不够。
10楼2013-06-11 11:02:26
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