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atk:同位素掺杂的碳纳米管的热电效应 [2016/11/03 19:31] – [同位素掺杂碳纳米管的热电效应] nie.han | atk:同位素掺杂的碳纳米管的热电效应 [2019/02/06 09:57] (当前版本) – ↷ 链接因页面移动而自动修正 40.77.167.40 |
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在本教程中,你将研究环状 <sup>14</sup>C 掺杂对碳纳米管的影响,尤其需要计算电子透射谱、声子透射谱、热导和热电优值ZT。你将通过 ATK-Classical 进行声子计算,通过 ATK-SE 计算电子透射。 | 在本教程中,你将研究环状 <sup>14</sup>C 掺杂对碳纳米管的影响,尤其需要计算电子透射谱、声子透射谱、热导和热电优值ZT。你将通过 ATK-Classical 进行声子计算,通过 ATK-SE 计算电子透射。 |
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==== 提示 ==== | ==== 提示 ==== |
这是一篇进阶教程。如果你先前没有使用过VNL-ATK ([[http://www.fermitech.com.cn/atk|产品介绍]])的经验,请先学习**[[atk:atk-vnl专页#VNL-ATK入门|入门教程]]**。 | 这是一篇进阶教程。如果你先前没有使用过QuantumATK ([[http://www.fermitech.com.cn/atk|产品介绍]])的经验,请先学习**[[atk:quantumatk专页#QuantumATK入门|入门教程]]**。 |
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==== 注意 ==== | ==== 注意 ==== |
本篇教程假设你已经学习完 [[http://docs.quantumwise.com/tutorials/vnl_cnt_device.html#cnt-device|Simple carbon nanotube device]]这篇教程,我们使用的碳纳米管器件就是通过该教程中的练习中创建的。如果你之前没有看过这篇教程,请首先看这篇文献,或者从这里[[http://docs.quantumwise.com/_downloads/cnt_device.py|cnt_device.py]]下载结构脚本。 | 本篇教程假设你已经学习完 [[http://docs.quantumwise.com/tutorials/vnl_cnt_device.html#cnt-device|Simple carbon nanotube device]]这篇教程,我们使用的碳纳米管器件就是通过该教程中的练习中创建的。如果你之前没有看过这篇教程,请首先看这篇文献,或者从这里[[http://docs.quantumwise.com/_downloads/cnt_device.py|cnt_device.py]]下载结构脚本。 |
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| === 提示 === |
| **本教程使用特定版本的QuantumATK创建,因此涉及的截图和脚本参数可能与您实际使用的版本略有区别,请在学习时务必注意。** |
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===== 使用原子标记(tag)进行纳米管C-14掺杂 ===== | ===== 使用原子标记(tag)进行纳米管C-14掺杂 ===== |
===== 加入14C杂质原子 ===== | ===== 加入14C杂质原子 ===== |
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一旦未掺杂的碳纳米管计算完成,我们将引入 <sup>14</sup>C 杂质。在ATK中,预设的元素是其同位素的平均值,因此在ATK中碳的质量为12.0107amu。为了创建 <sup>14</sup>C,你需要对 Python 脚本进行简单的编辑:通过对衍生的 Python 类型中元素的质量进行修改,创建新的元素,并将其导入到可以使用的元素列表中。你可以根据下面所描述的那样改写脚本: | 一旦未掺杂的碳纳米管计算完成,我们将引入 <sup>14</sup>C 杂质。在QuantumATK中,预设的元素是其同位素的平均值,因此在QuantumATK中碳的质量为12.0107amu。为了创建 <sup>14</sup>C,你需要对 Python 脚本进行简单的编辑:通过对衍生的 Python 类型中元素的质量进行修改,创建新的元素,并将其导入到可以使用的元素列表中。你可以根据下面所描述的那样改写脚本: |
* 在 {{:atk:editor.png?20|}} **Editor** 中打开你的Python脚本(''cnt_phonons.py''),你可以用拖拽的方式实现此功能。 | * 在 {{:atk:editor.png?20|}} **Editor** 中打开你的Python脚本(''cnt_phonons.py''),你可以用拖拽的方式实现此功能。 |
* 找到 ''device_configuration'' 被定义的地方(447-450行),并紧接着在其后下面加上一段代码: | * 找到 ''device_configuration'' 被定义的地方(447-450行),并紧接着在其后下面加上一段代码: |
你也可以利用位于 LabFloor 右手边的 **Thermoelectric Coefficients** 插件计算声子热导,$\kappa_\mathtt{ph}$。再次选择声子透射谱并点击 Thermoelectric Coefficients 插件中的“calculate”。同位素掺杂的碳纳米管声子热导 $\kappa_\mathtt{ph}$ 果然低于自然丰度分布的碳纳米管。在300K时差异较小,但是随着温度升高而增大。相同的影响也被[JWL11]报道,碳纳米管也被 <sup>14</sup>C 掺杂,只不过是团簇状。 | 你也可以利用位于 LabFloor 右手边的 **Thermoelectric Coefficients** 插件计算声子热导,$\kappa_\mathtt{ph}$。再次选择声子透射谱并点击 Thermoelectric Coefficients 插件中的“calculate”。同位素掺杂的碳纳米管声子热导 $\kappa_\mathtt{ph}$ 果然低于自然丰度分布的碳纳米管。在300K时差异较小,但是随着温度升高而增大。相同的影响也被[JWL11]报道,碳纳米管也被 <sup>14</sup>C 掺杂,只不过是团簇状。 |
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仿造[JWL11]里的 Figure 11(b)作图是很有意思的。你可以通过使用 Python 脚本做到这一点。将下段 Python 代码保存成 ''plot_thermal_conductance.py'' 或者下载该代码。如果你想了解脚本是怎样工作的,你得看看ATK手册中 PhononTransmissionSpectrum 章节的所有内容。 | 仿造[JWL11]里的 Figure 11(b)作图是很有意思的。你可以通过使用 Python 脚本做到这一点。将下段 Python 代码保存成 ''plot_thermal_conductance.py'' 或者下载该代码。如果你想了解脚本是怎样工作的,你得看看QuantumATK手册中 PhononTransmissionSpectrum 章节的所有内容。 |
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<file python plot_thermal_conductance.py> | <file python plot_thermal_conductance.py> |