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adf:d轨道_f轨道相关的局域激发态_以及内层电子的激发 [2015/11/29 22:39] – [二,使用教程] liu.jun | adf:d轨道_f轨道相关的局域激发态_以及内层电子的激发 [2019/12/09 21:57] (当前版本) – 移除 liu.jun | ||
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- | ======d轨道、f轨道相关的局域激发态, | ||
- | ====一,背景讨论==== | ||
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- | 对于周期性体系的激发,常见的有如下几种处理方式,各有优缺点: | ||
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- | 1)固体材料的紫外-可见光吸收,对应着电子的激发,周期性体系的密度泛函理论中,最流行的方法,是通过TDDFT计算得到该体系的介电函数(对不同频率的光照的介电常数)。之后由介电常数得到光吸收强度: | ||
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- | 吸收强度=2*该频率的光子能量/ | ||
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- | 其中d< | ||
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- | 可以使用BAND模块可以计算介电常数。 | ||
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- | 优点:使用TDDFT理论,对电子激发的处理较为合理; | ||
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- | 缺点:不容易分析激发态的构造,也很难指定将电子从某个占据轨道激发到另一个空轨道;事实上不适用于由浓度很低的杂质引起的光吸收(使用这种方法计算浓度很低的杂质光吸收,杂质的吸收峰会被淹没在基底材料的吸收峰里面,几乎无法分辨出来,因为强度与浓度成正比,浓度趋近于0,则对吸收峰的贡献也会趋近于0)。因此适用于一般材料的光吸收,不适合杂质引起的光吸收。不过也许将掺杂后总的吸收强度与掺杂前的吸收强度相减之后,得到杂质对吸收的贡献,之后将其放大一定倍数。这样的杂质吸收峰,也许可以与实验测量的杂质吸收峰(将掺杂后总的吸收强度与掺杂前的吸收强度相减)相比拟。但目前这样做的人并不多。 | ||
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- | 2)如果关心固体材料的非常局域的基团的光吸收,一种常见的做法,是采用团簇近似,也就是切取一个足够大的片段,去掉周期性边界条件。以非周期的密度泛函方法来处理,也就是常见的DFT计算吸收光谱的方法。可以使用ADF模块来进行计算,这也是ADF非常擅长的一个功能。ADF目前能够处理的团簇体系,可以非常大。 | ||
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- | 3)某些体系,我们只关心浓度很低的杂质基团,而又很难在几乎不破坏发光基团的性质的情况下,处理好团簇的边界。这样的情况就几乎很难使用团簇模型。例如ZnS晶体中掺杂Cr< | ||
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- | K空间布点设置为1*1*1,也即只计算Gamma点。然后分别计算基态(电子填充在能量最低的Bloch态)和激发态(将某个基态的需要被激发的那个占据的Bloch态设置为空态,同时将激发后电子占据的Bloch态设置为占据态)。 | ||
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- | 这种方法的优点是:很明确地知道电子从哪个Bloch态激发到哪个Bloch态上。缺点:无法得到吸收强度数据,并且需要通过另外的方法判断该激发是否为禁阻跃迁(可以参考费米科技WIKI:[[adf: | ||
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- | 以下以ZnS中掺杂Cr(由于所选体系的对称性,被掺杂破坏,因此d轨道的简并也被破坏,基态中,Cr< | ||
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- | ====二,使用教程==== | ||
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- | **1,基态计算:** | ||
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- | 首先应该做结构优化,不过此处只讲关于激发的问题,过结构优化等功能,参考费米科技WIKI的其他教程[[http:// | ||
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- | 在ADFinput中导入ZnS的晶体结构的*.cif文件,通过Edit-Crystal-Generate supercell创建适当大小的超胞。之后将其中一个Zn原子如下图所示,替换为Cr原子,并设置Main菜单的参数(泛函选择了GGA中的BP泛函,可以选择其他适合的泛函): | ||
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- | 以及其他参数如下: | ||
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- | **设置基组:** | ||
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- | **设置k空间布点:**此处设置为1 1 1,也即只关心Gamma点。 | ||
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- | **其他积分精度的设置**:对于单点(Single point)的计算可以选择Good。精度越高,计算量越大。 | ||
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- | 保存,并提交任务。如何并行计算,参考费米科技WIKI:[[adf: |