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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 » Vasp&MedeA » 计算石墨烯超胞能带居然出现很大的带隙！求指教
北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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紫海心蝶

木虫 (正式写手)

[求助] 计算石墨烯超胞能带居然出现很大的带隙！求指教 已有1人参与

计算石墨烯的能带时，用超胞和原胞分别进行计算，INCAR参数相同，高对称点路径一致，为什么用原胞计算的能带没有带隙，用超胞计算的能带却出现很大的带隙呢？求指教！！！
这是INVAR:
SYSTEM=GRAPHENE
PREC= Accurate
ENCUT= 500
ISTART= 1
ICHARG= 11
ISMEAR= 0
SIGMA= 0.2
EDIFF= 1e-5
LORBIT= 10
这是KPOINTS:
k-points
20
Line-mode
Rec
0.000000000000 0.000000000000 0.000000000000 !G
0.000000000000 0.500000000000 0.000000000000 !M

0.000000000000 0.500000000000 0.000000000000 !M
-0.333333333333 0.666666666667 0.000000000000 !K

-0.333333333333 0.666666666667 0.000000000000 !K
0.000000000000 0.000000000000 0.000000000000 !G
原胞POSCAR:
New structure
   1.00000000000000
     2.4599988461000000    0.0000000000000000    0.0000000000000000
    -1.2299994230000000    2.1304214940000001    0.0000000000000000
     0.0000000000000000    0.0000000000000000   20.0000000000000000
   C
     2
Direct
  0.3333333429999996  0.6666666269999979  0.0000000000000000
  0.6666666269999979  0.3333333429999996  0.0000000000000000

  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
超胞POSCAR:
raphene
   1.00000000000000
     0.0000000000000000    4.9199978407307583    0.0000000000000000
     4.2608431166374219    2.4599989203653791    0.0000000000000000
     0.0000000000000000    0.0000000000000000  -20.0000000000000000
   C
     8
Direct
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.1666666666666643  0.1666666666666643  0.0000000000000000
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.0000000000000000
  0.6666666666666643  0.6666666666666643  0.0000000000000000
  0.5000000000000000  0.0000000000000000  0.0000000000000000
  0.6666666666666643  0.1666666666666643  0.0000000000000000
  0.0000000000000000  0.5000000000000000  0.0000000000000000
  0.1666666666666643  0.6666666666666643  0.0000000000000000

  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
  0.00000000E+00  0.00000000E+00  0.00000000E+00
请大家帮我分析下是什么原因

计算石墨烯超胞能带居然出现很大的带隙！求指教
超胞.jpg


计算石墨烯超胞能带居然出现很大的带隙！求指教-1
原胞.jpg
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1楼 2014-06-28 09:14:22
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

eygnef

新虫 (初入文坛)
不知道你问题解决了没有。
我看了下，觉得首先确认下energy/per atom，如果两者没很大区别的话，应该是你画图的时候的K空间对称点的选取上的问题。
比较一下，gama点是差不多一样，M和K差异很大。
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紫海心蝶
6楼2014-07-01 14:51:55
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)
可能是k-mesh网格不足，见下面的这篇文章也犯了同样的问题
http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.78.075435
被comment了之后，作者的reply提到了"k-mesh网格不足，导致他们发现了应变能打开石墨烯的带隙这样错误的结论”
http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.80.167401
http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.80.167402
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14楼2014-10-13 09:54:27
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eygnef

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
8楼: Originally posted by 紫海心蝶 at 2014-07-01 17:00:20
很高兴您能帮我答疑解惑，您说的那个energ/per atom 应该在哪儿找呢？可能问题有些低级，但还是希望您能帮我解答一下，还有就是您说的k空间对称点的选取问题，我觉得超胞和原胞的高对称点坐标一样，不知道我这样的 ...

我本以为，你用的代码可以给出系统总能量的
这样的话，energy/per atom，就很容易得到。
由于你的原胞和超胞的基矢不一样（不是 a=n*b），
得到的第一布里渊区，虽然形状相似，但是对称点应该已经转动了

你可以自己求一下倒格矢，画一下第一布里渊区，
(不知道怎么画的话，找一本固体物理书)
然后两个比较看看
应该是，原胞的M点在ky轴上(0.0,0.5,0.0)，而超胞的M点在kx轴上(0.5,0.0,0.0)
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10楼2014-07-03 13:24:35
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普通回帖

valenhou001

至尊木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
紫海心蝶: 金币+5, ★★★★★最佳答案 2014-06-28 10:35:21
你采用的是2x2的超原胞吧. 超原胞的基矢写法优点奇怪, 特别是基矢a3, 用的是负值,另外 你的超原胞的另外两个基矢a1取在y轴, a2基矢取在第一卦相空间(x>0, y>0),这样这两个基矢的夹角是60度. 而你原胞的基矢a1取在x轴上,a2基矢取在第二卦相空间(x<0, y>0).这两个基矢的夹角是120度. 所以它们不一致.

另外超原胞的布里渊区会折叠, 对石墨烯原胞的K和K'(Dirac点所在的k点)并不会折叠到 2x2的超原胞的布里渊区中心.对2x2超原胞的石墨烯来计算能带时,高对称k点之间的间隔可能要取密些.
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2楼2014-06-28 09:50:41
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紫海心蝶

木虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by valenhou001 at 2014-06-28 09:50:41
你采用的是2x2的超原胞吧. 超原胞的基矢写法优点奇怪, 特别是基矢a3, 用的是负值,另外 你的超原胞的另外两个基矢a1取在y轴, a2基矢取在第一卦相空间(x>0, y>0),这样这两个基矢的夹角是60度. 而你原胞的基矢a1 ...

谢谢您的回复！
1.那个超原胞的基矢写法的话，我是直接用MS-calculation-得到的.cell文件自己改成的POSCAR，基矢的数据没有变，这个奇怪的话，我该怎么改呢？
2.原胞和超胞的夹角确实不一样跟您说的一样，一个是60.另一个是120，这个夹角的影响是不是也挺大呢？
3.您说的高对称点间的间隔要取的密一些是指KPOINTS中的intersection数值20再取的大一点还是那个高对称点路径再多取几个呢？
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3楼2014-06-28 10:44:50
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紫海心蝶

木虫 (正式写手)
4楼2014-06-30 21:05:02
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紫海心蝶

木虫 (正式写手)
有木有人帮我看看
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5楼2014-06-30 21:05:17
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eygnef

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
6楼: Originally posted by eygnef at 2014-07-01 14:51:55
不知道你问题解决了没有。
我看了下，觉得首先确认下energy/per atom，如果两者没很大区别的话，应该是你画图的时候的K空间对称点的选取上的问题。
比较一下，gama点是差不多一样，M和K差异很大。

主要是，你的有不同的基矢，在K空间的对称点，可能需要重新检查下
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7楼2014-07-01 14:57:28
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紫海心蝶

木虫 (正式写手)
送红花一朵
引用回帖:
6楼: Originally posted by eygnef at 2014-07-01 14:51:55
不知道你问题解决了没有。
我看了下，觉得首先确认下energy/per atom，如果两者没很大区别的话，应该是你画图的时候的K空间对称点的选取上的问题。
比较一下，gama点是差不多一样，M和K差异很大。

很高兴您能帮我答疑解惑，您说的那个energ/per atom 应该在哪儿找呢？可能问题有些低级，但还是希望您能帮我解答一下，还有就是您说的k空间对称点的选取问题，我觉得超胞和原胞的高对称点坐标一样，不知道我这样的认识有没有错误，还望您能指导一下
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8楼2014-07-01 17:00:20
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紫海心蝶

木虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by eygnef at 2014-07-01 14:57:28
主要是，你的有不同的基矢，在K空间的对称点，可能需要重新检查下...

您说的重新检查是检查什么呢？还望指导一下详细的做法，我实在是新手，还望您不吝赐教！
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9楼2014-07-01 17:01:22
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