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atk:石墨烯中自旋分辨的bloch态

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atk:石墨烯中自旋分辨的bloch态 [2016/12/16 11:36] – [电荷密度和密立根布居] nie.hanatk:石墨烯中自旋分辨的bloch态 [2018/04/14 08:56] (当前版本) – [石墨烯中自旋分辨的Bloch态] fermi
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 石墨烯纳米带（GNRs）对于新奇电子学应用是很有意思的体系。根据带边的形状，纳米带可以具有金属特性或者半导体特性。我们在本实例中将看到（正如从文献[SCL06]中所被大家熟知），自旋也对GNRs的输运性质起到一个很重要的作用。 石墨烯纳米带（GNRs）对于新奇电子学应用是很有意思的体系。根据带边的形状，纳米带可以具有金属特性或者半导体特性。我们在本实例中将看到（正如从文献[SCL06]中所被大家熟知），自旋也对GNRs的输运性质起到一个很重要的作用。
  
-您将使用VNL和ATK的功能来研究一个锯齿形GNR的自旋分辨能带结构。如果执行计算不考虑自旋这些纳米带是金属的，但当考虑自旋时会打开一个能隙。通过绘出不同k点的导带和价带的Bloch态，您将看到两个自旋分量如何定域于纳米带的两侧。+您将使用VNL和QuantumATK的功能来研究一个锯齿形GNR的自旋分辨能带结构。如果执行计算不考虑自旋这些纳米带是金属的，但当考虑自旋时会打开一个能隙。通过绘出不同k点的导带和价带的Bloch态，您将看到两个自旋分量如何定域于纳米带的两侧。
  
-<WRAP center round info 60%> +<WRAP center info 100%> 
-**注意！**+**提示**
  
-本实例包括的计算将会在一个普通笔记本电脑上最多花费5-10分钟，所以没有必要使用一个分开的，更有力的电脑或者使用并行计算来运行任务。+本实例包括的计算在普通笔记本电脑上最多花费5-10分钟，所以没有必要使用独立的服务器或者使用并行计算来运行任务。
 </WRAP> </WRAP>
  
-这里假定您对软件中的基本操作熟悉到对应于完成基础VNL和ATK实例中得到的经验水平。没必要精通编程。+这里假定您对软件中的基本操作熟悉到对应于完成基础VNL和QuantumATK实例中得到的经验水平。没必要精通编程。
  
 {{ :atk:introbar.png?800 |}} {{ :atk:introbar.png?800 |}}
行 67: 行 67:
 **提示！** **提示！**
  
-当设置脚本时，标签“G”在ATK（和VNL）中被用来指定$\Gamma$点。在能带结构绘图中，正确的希腊标签将会被显示（见下）。+当设置脚本时，标签“G”在QuantumATK（和VNL）中被用来指定$\Gamma$点。在能带结构绘图中，正确的希腊标签将会被显示（见下）。
 </WRAP> </WRAP>
  
行 100: 行 100:
 ===== Bloch态 ===== ===== Bloch态 =====
  
-在ATK中一个非常有用的特点是它计算和绘出Bloch态的能力，这可被用来研究特定能带的对称性和如何与输运性质相联系。您现在将使用这个性能来看接近$\Gamma$点的Bloch态如何非定域化地穿过纳米带，与此同时具有高k<sub>z</sub>的态向边界更加局域化。+在QuantumATK中一个非常有用的特点是它计算和绘出Bloch态的能力，这可被用来研究特定能带的对称性和如何与输运性质相联系。您现在将使用这个性能来看接近$\Gamma$点的Bloch态如何非定域化地穿过纳米带，与此同时具有高k<sub>z</sub>的态向边界更加局域化。
  
 纳米带在每个单胞中包括8个碳原子和2个氢原子。一个碳原子贡献4个价电子（2s<sup>2</sup>2p2<sup>2</sup>）而氢原子只贡献一个（1s）。所以在体系中有34个电子。每条能带是双重简并（由于自旋）所以将会有17条价带。从0开始数，最高价带的能带指数是16而最低导带的指数将为17。 纳米带在每个单胞中包括8个碳原子和2个氢原子。一个碳原子贡献4个价电子（2s<sup>2</sup>2p2<sup>2</sup>）而氢原子只贡献一个（1s）。所以在体系中有34个电子。每条能带是双重简并（由于自旋）所以将会有17条价带。从0开始数，最高价带的能带指数是16而最低导带的指数将为17。
行 193: 行 193:
   - 像您做能带结构计算一样设置计算：去往builder并将石墨烯纳米带送到**Script Generator**（builder的stash中应仍然包含上次的石墨烯纳米带）。   - 像您做能带结构计算一样设置计算：去往builder并将石墨烯纳米带送到**Script Generator**（builder的stash中应仍然包含上次的石墨烯纳米带）。
   - 添加一个**New Calculator**并如之前一样设置参数（SingleZetaPolarized基组和(1,1,50)的k点）。此外，在**New Calculator**对话窗口中，设置自旋为Polarized并检查交换关联函数被自动变为LSDA。   - 添加一个**New Calculator**并如之前一样设置参数（SingleZetaPolarized基组和(1,1,50)的k点）。此外，在**New Calculator**对话窗口中，设置自旋为Polarized并检查交换关联函数被自动变为LSDA。
-  - ATK中默认伴随一个对称的初始自旋密度来开始一个自旋极化计算。然而，在本例中，这将导致对应于一个对称（铁磁）态的一个局部最小值。为了得到真实的石墨烯纳米带的反铁磁基态我们必须为纳米带两个边缘的初始自旋构型设置为相反的极化（中间的碳原子和氢原子可以被保留“非极化”）。+  - QuantumATK中默认伴随一个对称的初始自旋密度来开始一个自旋极化计算。然而，在本例中，这将导致对应于一个对称（铁磁）态的一个局部最小值。为了得到真实的石墨烯纳米带的反铁磁基态我们必须为纳米带两个边缘的初始自旋构型设置为相反的极化（中间的碳原子和氢原子可以被保留“非极化”）。
  
 === 设置系统的初始自旋态： === === 设置系统的初始自旋态： ===
行 282: 行 282:
 {{ :atk:spin-density-plot.png?500 |}} {{ :atk:spin-density-plot.png?500 |}}
  
-您也可以对沿着x轴（垂直石墨烯片）的自旋极化求平均值。接下来的脚本将产生如下绘图（比较[eal06]中的Fig.2b），使用ATK中整合的matplotlib模块。+您也可以对沿着x轴（垂直石墨烯片）的自旋极化求平均值。接下来的脚本将产生如下绘图（比较[eal06]中的Fig.2b），使用QuantumATK中整合的matplotlib模块。
  
 [[http://docs.quantumwise.com/_downloads/density_average.py|density_average.py]] [[http://docs.quantumwise.com/_downloads/density_average.py|density_average.py]]
行 298: 行 298:
 ===== 参考文献 ===== ===== 参考文献 =====
  
 +[eal06] Y. W. Son et al. Nature, 444():347, 2006. doi:.
 +
 +[SCL06] Y. W. Son, M. L. Cohen, and S. G. Louie. Physical Review Letters, 97():216803, 2006. doi:.
  
 +本文翻译：王吉章
atk/石墨烯中自旋分辨的bloch态.1481859387.txt.gz · 最后更改: 2016/12/16 11:36 由 nie.han

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