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atk:格林函数方法模拟材料表面

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atk:格林函数方法模拟材料表面 [2017/08/19 18:19] – [功函数对金属层数的收敛性] fermiatk:格林函数方法模拟材料表面 [2018/03/20 22:19] (当前版本) liu.jun
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 slab模型由有限层数的原子构成,C方向两边其他地方是真空,因此这个体系有两个表面(表面-真空界面)。静电(Hartree)势($V_H$)在slab的中间是和块体材料接近的,而在表面处有一定变化,并过渡到真空区域的常数。 slab模型由有限层数的原子构成,C方向两边其他地方是真空,因此这个体系有两个表面(表面-真空界面)。静电(Hartree)势($V_H$)在slab的中间是和块体材料接近的,而在表面处有一定变化,并过渡到真空区域的常数。
-{{ :atk:edp_slab.png?400 |}}+{{ :atk:edp_slab.png?600 |}}
  
 与之不同,格林函数表面模型包含一个表面区域,并将其连接在一个电极上,电极部分是一个完整的块体材料周期结构。电子态在电极--表面区域之间的界面上通过格林函数匹配。因此,表面的电子态与块体基底连接,表面的化学势因此被固定为电极的化学势。 与之不同,格林函数表面模型包含一个表面区域,并将其连接在一个电极上,电极部分是一个完整的块体材料周期结构。电子态在电极--表面区域之间的界面上通过格林函数匹配。因此,表面的电子态与块体基底连接,表面的化学势因此被固定为电极的化学势。
-{{ :atk:edp_surface.png?400 |}}+{{ :atk:edp_surface.png?600 |}}
 ==== NEGF方法的优点 ==== ==== NEGF方法的优点 ====
 与传统的slab模型相比,基于格林函数方法的表面计算有明显的优势: 与传统的slab模型相比,基于格林函数方法的表面计算有明显的优势:
   * slab模型是有限体系,只有有限的电子。因此,当表面上的分子与表面之间发生电荷转移时,表面模型的总电子数将发生变化,这将导致slab模型中的电子的化学势发生变化,这为计算的可靠性带来很大的问题。格林函数方法通过将表面耦合于一个无限大的电子池(化学势固定的电极)避免了这一问题。   * slab模型是有限体系,只有有限的电子。因此,当表面上的分子与表面之间发生电荷转移时,表面模型的总电子数将发生变化,这将导致slab模型中的电子的化学势发生变化,这为计算的可靠性带来很大的问题。格林函数方法通过将表面耦合于一个无限大的电子池(化学势固定的电极)避免了这一问题。
-  * 性质计算随slab模型的厚度的收敛很麻烦,常常需要多种校正以避免晶胞重复之间的相互作用。而在ATK格林函数计算中,由于边界条件的合理选择,表面性质随表面厚度的收敛非常容易,详见下文。+  * 性质计算随slab模型的厚度的收敛很麻烦,常常需要多种校正以避免晶胞重复之间的相互作用。而在QuantumATK格林函数计算中,由于边界条件的合理选择,表面性质随表面厚度的收敛非常容易,详见下文。
 ===== 单电极的NEGF计算 ===== ===== 单电极的NEGF计算 =====
-如前所述,格林函数表面模型有一个电极和一个表面区域(或称中间区域)组成。在ATK的语言里,可以称之为只有一个电极的器件结构。和其他ATK器件(NEGF)计算一样,计算由两步完成:+如前所述,格林函数表面模型有一个电极和一个表面区域(或称中间区域)组成。在QuantumATK的语言里,可以称之为只有一个电极的器件结构。和其他QuantumATK器件(NEGF)计算一样,计算由两步完成:
   * 首先进行电极块体材料电子态计算,这一步通常很快。   * 首先进行电极块体材料电子态计算,这一步通常很快。
   * 接下来计算表面区域的基态,过程中确保电极--表面的连接处电子态匹配。   * 接下来计算表面区域的基态,过程中确保电极--表面的连接处电子态匹配。
  
 如下图所示,在晶胞C方向使用了三种不同的边界条件。电极部分向左方向采用周期边界条件,而在电极--表面处采用狄利克雷(Dirichlet)边界条件。而在表面一侧,Neumann边界条件是最自然合理的。 如下图所示,在晶胞C方向使用了三种不同的边界条件。电极部分向左方向采用周期边界条件,而在电极--表面处采用狄利克雷(Dirichlet)边界条件。而在表面一侧,Neumann边界条件是最自然合理的。
-{{ :atk:drawing.png?400 |}}+{{ :atk:drawing.png?600 |}}
 ===== Ag(100) 表面的功函数 ===== ===== Ag(100) 表面的功函数 =====
  
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-你可以参考下面两个教程学习如何进行结构优化和能带计算。+你可以参考其他相关教程学习如何进行结构优化和能带计算。
  
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 <WRAP center info 100%> <WRAP center info 100%>
-ATK器件计算时,C方向需要选择很大的k点(这里是100),详见教程[[atk:使用atk研究电子输运|]]。 C方向k点仅用于电极部分计算,而不用于主要区域计算,这是因为central region 定义为非周期性体系,因此C方向k点只需要1。+QuantumATK器件计算时,C方向需要选择很大的k点(这里是100),详见教程[[atk:使用atk研究电子输运|]]。 C方向k点仅用于电极部分计算,而不用于主要区域计算,这是因为central region 定义为非周期性体系,因此C方向k点只需要1。
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atk/格林函数方法模拟材料表面.1503137976.txt.gz · 最后更改: 2017/08/19 18:19 由 fermi

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