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gkd_0000

新虫 (正式写手)

[求助] 请教,关于第一性原理软件中费米能级的问题

说一下我的理解,希望学物理的高手指正
(没多少金币,见谅)

第一性原理计算的电子结构应该多为0 K时的基态性质(是这样吗, 有计算有限温度下电子结构的第一性原理软件吗), 所以费米能级Ef 就是价带顶的位置,也就是电子填充的最高能级(0 K).

但是费米能级的定义是由 fermi-dirac统计得来的,也就是f=1/2处的E值,在有限温度下不是一个实际存在的能级(也有可能在Ef处刚好有个真实存在能级E=Ef,巧合),只有在0 K时,Ef是一个真实存在的能级,但这个时候f是一个阶跃函数,说f=1/2没有意义。

上面那段的说法在单电子近似下应该没问题, 因为我们学固体物理时,单电子近似是能带论的一个前提假设。但是现在的第一性原理计算都是考虑电子相互作用的(如GGA, LDA), 那就是说即便在0 K, 电子由于相互作用在Ef处也不是一个严格阶跃函数,而是有一定的弥散,类似于有限温度的情况。 那这个时候Ef 是不是可以认为是 0K时 f=1/2的E处呢?

另外, 电子的能量=势能+动能, 因为势能不是绝对的,不同的软件对势能位置的定义可能不一样,所以Ef的值也可能不一样。 是这样吗?
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成功地证实种种大胆的设想和揣测,这难道不正说明我们毕生的工作是无可非议和值得自豪的吗?--柯南道尔
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