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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 » Siesta&Smeagol&Atk » K点在TranSIESTA计算中的作用
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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
1楼2013-06-09 10:10:55
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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。
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7楼2013-06-11 08:20:36
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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？
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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？
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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，
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这只是一场游戏
4楼2013-06-09 17:00:21
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