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MS——DMOL 高手請(qǐng)進(jìn)：費(fèi)米能級(jí) 功函數(shù) HOMO LUMO 已有1人參與
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第一部分： 1）對(duì)于DMOL3 模塊的計(jì)算，費(fèi)米能級(jí)是怎么確定的或費(fèi)米能級(jí)是依據(jù)什么確定的？是不是把價(jià)帶頂作為費(fèi)米能級(jí)？謝謝！ 2）我用DMOL3 模塊計(jì)算了（5,5）戴帽子碳納米管（模型如圖1）的能帶（如圖2和3）和態(tài)密度（如圖4）。圖2是由DMOL3 畫出來的能帶和帶密度圖，圖2給出了帶隙是0.42 Ha （1.1 eV）。圖3 和圖 4 是用Origin 畫出來的能帶和態(tài)密度圖。 問題：DMOL給出的帶隙是1.1 eV， 但是從圖3 和圖4 可以看出剛好有一個(gè)能帶和費(fèi)米能級(jí)重合。那么如何判斷這條能帶是全占據(jù)還是半占據(jù)的呢，如果是全占據(jù)的則說明所計(jì)算的碳管是半導(dǎo)體，如果是半占據(jù)的那么所計(jì)算的碳管是金屬性質(zhì)的，即如何說明所計(jì)算的碳管是半導(dǎo)體而不是金屬性質(zhì)的？我在文章中給出所計(jì)算的模型（圖1）是一個(gè)帶隙為 1.1 eV 的半導(dǎo)體，同時(shí)給出了它的態(tài)密度圖（圖4），審稿人提出圖4 說明所計(jì)算的模型（圖1）是一個(gè)金屬，讓我解釋 附：我所計(jì)算的碳管是放在一個(gè)20*20*20 A 的 盒子里計(jì)算的，這個(gè)模型在三維上都處于納米尺寸范圍內(nèi)，可以看做是一個(gè)量子點(diǎn)或人工原子。 —————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 第二部分： 1. dmol 計(jì)算會(huì)直接給出帶隙大小，請(qǐng)問 在dmol里費(fèi)米能級(jí)是不是定義為價(jià)帶頂？我計(jì)算 （5,5）戴帽子的碳納米管 的分子占據(jù)軌道得到圖5和圖6的結(jié)果，從結(jié)果來看最高分子占據(jù)軌道（即價(jià)帶頂）就是費(fèi)米能級(jí)，費(fèi)米能級(jí)大小為 -5.131 eV。 2. 我用1 中的模型又計(jì)算了碳管的功函數(shù)，計(jì)算出的結(jié)果如圖7，圖7 顯示 費(fèi)米能級(jí)為 -4.59 eV 注：我所用的模型為（5,5）戴帽子的碳管，另一端用H飽和，放在一個(gè)20*20*20 A 的盒子里，然后切（001）面，再添加30 A 的真空層。用dmol計(jì)算功函數(shù)必須在一個(gè)面上添加真空層。 問題： 1. 為什么1和2兩種計(jì)算得到的費(fèi)米能級(jí)不一樣？ 2. dmol在計(jì)算功函數(shù)時(shí)費(fèi)米能級(jí)是怎么定義的，是指價(jià)帶頂（如果是那么為什么2中計(jì)算得到的費(fèi)米能級(jí)的值和1中的不一樣）還是指帶隙的中間值（即 （HOMO=LUMO）/ 2 ，1中計(jì)算得到的帶隙的中間值為 4.55 eV，這個(gè)值和1中得到的費(fèi)米能級(jí)的值幾乎一致）？ 6.jpg 7.jpg 5.jpg 1.jpg 2.jpg 3.jpg 4.jpg |
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對(duì)于半導(dǎo)體，有人將費(fèi)米能級(jí)定義為價(jià)帶頂，有人將費(fèi)米能級(jí)定義為能帶中間值，總的來說不是一個(gè)well defined的物理量。金屬的費(fèi)米能級(jí)有確定的物理意義。 功函數(shù)和費(fèi)米能級(jí)不一定一樣。要計(jì)算功函數(shù)，零勢能面必須取無窮遠(yuǎn)，而一般的DFT計(jì)算零食能面選取比較隨意。算功函數(shù)時(shí)給出的費(fèi)米能級(jí)可能已經(jīng)減去了靜電勢在六個(gè)晶面上的平均值。嚴(yán)格的功函數(shù)計(jì)算必須用Delta SCF或GW方法。 能帶比較平直，是因?yàn)榇盍撕艽蟪�，這一周期和下一周期間原子相互用作很弱，色散關(guān)系就接近孤立的單個(gè)周期，也就是一個(gè)分子。 我覺得只要把能級(jí)圖附帶在態(tài)密度旁邊，就足以證明不是金屬。 |
與狼共舞7017樓2015-01-16 15:58:36
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