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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

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[交流] 【求助】费米能级以上态密度问题

弱弱的问：说费米能级是最高分子占据轨道能量，其能量上方没有电子了，有能带及态密度，是空带和空轨道，既然是空的，没有电子为什么在态密度图里还会显示态密度呢？有何意义呢？那对于分态密度图，是不是也是同样的情况吧？

[ Last edited by freshgirl on 2009-6-26 at 17:02 ]

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1楼 2008-05-24 16:00:20

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gkd_0000

新虫 (正式写手)

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态是客观存在的，但是是不是被电子占据不一定，在温度T下这种占据几率服从玻尔兹曼分布函数 f（T）。在绝对零度电子按能量高低依次占满低能轨道，对于金属最高占据轨道的能量就是费米能级。在有限温度下，能量较高的电子被激发到一些客观存在的高能空轨道上去，这时费米能级就是占据几率 f（T）＝0.5的地方。

MS里计算时设置smearing值，按照我的理解就是使费米面附近的能带具有更强的色散关系，同一能带能量起伏更大，这导致态密度曲线跨过费米能及。但这并不是说电子被激发了，只是由于费米面附近的能带具有更强的色散关系，castep dmol 里算的能量是基态。这个问题我以前也有困惑，原来以为可以用smearing来模拟有限温度下的电子结构，现在想想似乎不可以。可以看下这个帖子，http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=826201 里面有回答。

希望高手指正。

[ Last edited by gkd_0000 on 2008-5-26 at 11:27 ]

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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

9楼2008-05-26 08:32:58

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hopingzmn

金虫 (知名作家)

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按照费米分布函数，在绝对零度，即当T=0K 时：
若E< EF, 则f(E)=1
若E> EF,则f(E)=0
也就是说即在绝对零度时，能量比费米能量小的量子态被电子占据的几率是百分之百，因而这些量子态上都有电子；而能量比EF大的量子态，被电子占据的几率是零，因而这些量子态上都没有电子，是空的。故在绝对零度时，费米能级EF可看成量子态是否被电子占据的一个界限。

看到你的问题的确让人不解
我在想是不是可以这样理解：能带结构只是表明在这些位置可能会有电子占据，也就是说这些位置先安排好，以后（温度或者电场作用）会使部分电子占据空着的位置；态密度或许也可以这么理解。

但愿有明了的虫友前来指点迷津