差别

这里会显示出您选择的修订版和当前版本之间的差别。

--- atk:电场下打开硅烯和双层石墨烯的带隙 [2018/05/14 13:50] – [计算和分析] xie.congwei
+++ atk:电场下打开硅烯和双层石墨烯的带隙 [2018/06/15 10:23] (当前版本) – [电场下打开硅烯和双层石墨烯的带隙] fermi
@@ 行 3: / 行 3: @@
 在本教程中，您将学习如何在 ATK 批量计算中插入金属栅电极并使用它们施加电场。您将使用这些功能来研究在电场存在下双层石墨烯和硅烯中带隙的打开。假定您已经熟悉了 **VNL** 的基本功能。
+<WRAP center info 100%>
+=== 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。**
+</WRAP>
 {{ :atk:introbar.png?direct&900 |}}
@@ 行 98: / 行 104: @@
 {{ :atk:graphene-silicene.jpeg?direct&350 |}}
 ==== 几何结构优化 ====
-.在**Builder**里，实施与上述对双层石墨烯相同的操作步骤，从**Database**添加石墨烯（注意这次不是石墨）到**Stash**。
-.选中2个C原子（同时按住鼠标左键和键盘上的Ctrl键），使用“//Periodic Table//”工具里的 {{:atk:modifyelement02.png?direct&25|}} 将其替换为Si原子。
+. 在 **Builder** 里，实施与上述对双层石墨烯相同的操作步骤，从 **Database** 添加石墨烯（注意这次不是石墨）到 **Stash**。
-.硅烯的晶格常数与石墨烯的并不完全相同，但无需猜测其值，几何结构优化就可以确定。为使晶格参数的优化从一个合理的猜测开始，单击Bulk Tools  Lattice Parameters设置参数。确定保持分数坐标不变，将晶格常数a设为3.8 Å，c增大到20 Å。
+. 选中 2 个 C 原子（同时按住鼠标左键和键盘上的 Ctrl 键），使用 “//Periodic Table//” 工具里的 {{:atk:modifyelement02.png?direct&25|}} 将其替换为 Si 原子。
+. 硅烯的晶格常数与石墨烯的并不完全相同，但无需猜测其值，几何结构优化就可以确定。为使晶格参数的优化从一个合理的猜测开始，单击 Bulk Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Lattice Parameters 设置参数。确定保持分数坐标不变，将晶格常数 a 设为 3.8 Å，c 增大到 20 Å。
 {{ :atk:obg_15.png?direct&800 |}}
-.点击Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Center，使结构居中。
+. 点击 Coordinate Tools {{:atk:arrow.png?direct&5|}} Center，使结构居中。
 {{ :atk:obg_16.png?direct&800 |}}
-.当两个Si原子在同一平面时的结构能量是势能面中的局部最小值。因此，点击几次“//Rattle//”工具 {{:atk:rattle02c.png?direct&30|}} 给坐标增加一些小的扰动，这样做可以确保结构优化收敛到全局最小值。
+. 当两个 Si 原子在同一平面时的结构能量是势能面中的局部最小值。因此，点击几次 “//Rattle//” 工具 {{:atk:rattle02c.png?direct&30|}} 给坐标增加一些小的扰动，这样做可以确保结构优化收敛到全局最小值。
-.按下“//Send To//”按钮 {{:atk:sendto.png?direct&20|}} 把结构发送到**Script Generator**。
+. 按下 “//Send To//” 按钮 {{:atk:sendto.png?direct&20|}} 把结构发送到 **Script Generator**。
-.在**Script Generator**里，双击模块栏的下列按钮插入**New Calculator**和**OptimizeGeometry**模块：
+. 在 **Script Generator** 里，双击模块栏的下列按钮插入 **New Calculator** 和 **OptimizeGeometry** 模块：
   * {{:atk:calculator.png?direct&25|}} New Calculator。
   * {{:atk:optimization.png?direct&25|}} Optimization  OptimizeGeometry。
-.k点设为21×21×1可保证较高的精确度，交换关联函数选择GGA-PBE。原则上您可以使用默认的DoubleZetaPolarized基组，但此处选择“Tight Tier 1”会得到较好点的结果。
+. k 点设为 21×21×1 可保证较高的精确度，交换关联函数选择 GGA-PBE。原则上您可以使用默认的 DoubleZetaPolarized 基组，但此处选择 “Tight Tier 1” 会得到较好点的结果。
 {{ :atk:obg_17.png?direct&800 |}}
-.在**OptimizeGeometry**模块，设置一个较小的force tolerance（0.01 eV/Å）和更小的stress tolerance（0.0005 eV/Å<sup>3</sup>）。在晶胞的x和y方向上不做约束。
+. 在 **OptimizeGeometry** 模块，设置一个较小的 force tolerance（0.01 eV/Å）和更小的 stress tolerance（0.0005 eV/Å<sup>3</sup>）。在晶胞的 x 和 y 方向上不做约束。
 {{ :atk:obg_18.png?direct&800 |}}
-.命名输出文件为“//silicene_optimize.nc//”，保存Python脚本。
+. 命名输出文件为 “//silicene_optimize.nc//”，保存 Python 脚本。
-.将脚本发送到**Job Manager**，保存脚本并运行作业，计算大约需要10分钟。将ID为“//gID001//”的构形放到**Builder**，观察其晶体结构，您会看到一个优化得相当好的硅烯片，屈曲约0.5 Å，晶格常数优化为3.86 Å。这两个值与文献报道的结果均一致[1-2]。
+. 将脚本发送到 **Job Manager**，保存脚本并运行作业，计算大约需要 10分钟。将 ID 为 “//gID001//” 的构形放到 **Builder**，观察其晶体结构，您会看到一个优化得相当好的硅烯片，屈曲约 0.5 Å，晶格常数优化为 3.86 Å。这两个值与文献报道的结果均一致[1-2]。
 ==== 能带结构 ====
-使用优化过硅烯的结构，重复上述将双层石墨烯插入金属栅极并在电场下计算能带结构的步骤。请注意，在硅烯的案例中，您需要确保在XY平面上的空间区域更大，因为晶胞也更大了。采用20 V作为第二个电极上的电压。
+使用优化过硅烯的结构，重复上述将双层石墨烯插入金属栅极并在电场下计算能带结构的步骤。请注意，在硅烯的案例中，您需要确保在 XY 平面上的空间区域更大，因为晶胞也更大了。采用 20 V 作为第二个电极上的电压。
 {{ :atk:obg_19.png?direct&800 |}}
-<WRAP center round important 100%>
+<WRAP center important 100%>
 === 注意 ===
-您应该采用和结构优化时相同的计算器设置，计算时长少于1分钟。
+您应该采用和结构优化时相同的计算器设置，计算时长少于 1 分钟。
 </WRAP>
-从下图可以看出，零场（上部）处的能带结构和加了20 V电压的栅极（底部）之间产生了约0.1 eV的带隙。尝试施加不同的电压值，您会发现如参考文献[3]中所示：带隙基本上随电场增大呈线性增加。
+从下图可以看出，零场（上部）处的能带结构和加了 20 V 电压的栅极（底部）之间产生了约 0.1 eV 的带隙。尝试施加不同的电压值，您会发现如参考文献[3]中所示：带隙基本上随电场增大呈线性增加。
 {{ :atk:obg_20.png?direct&500 |}}
@@ 行 147: / 行 154: @@
 {{ :atk:obg_21.png?direct&500 |}}
-请注意，如果您仔细看会发现，在本例中带隙并不完全精确的在K点。
+请注意，如果您仔细看会发现，在本例中带隙并不完全精确的在 K 点。
-<WRAP center round important 100%>
+<WRAP center important 100%>
 === 注意 ===
 如果将横场施加到单个石墨烯层上，则不会出现间隙。这是因为石墨烯是完全平坦的，场只能使势能做固定的移动。在硅烯的例子中出现间隙是因为薄片会自然地弯曲。
 </WRAP>
-===== 参考文献 =====
+===== 参考 =====
-[1] [[https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.102.236804|S. Cahangirov, M. Topsakal, E. Akturk, H. Sahin, and S. Ciraci, Two- and One-Dimensional Honeycomb Structures of Silicon and Germanium, Physical Review Letters 102, 236804 (2009)]]
+  * [[https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.102.236804|S. Cahangirov, M. Topsakal, E. Akturk, H. Sahin, and S. Ciraci, Two- and One-Dimensional Honeycomb Structures of Silicon and Germanium, Physical Review Letters 102, 236804 (2009)]]
+  * [[http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.85.075423|N. D. Drummond, V. Zolyomi, and V. I. Fal’ko, Electrically tunable band gap in silicene, Physical Review B 85, 075423 (2012)]]
-[2] [[http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.85.075423|N. D. Drummond, V. Zolyomi, and V. I. Fal’ko, Electrically tunable band gap in silicene, Physical Review B 85, 075423 (2012)]]
+  * [[http://etd.ohiolink.edu/ap/1?0|R. Zhou, “Structural And Electronic Properties of Two-Dimensional Silicene, Graphene, and Related Structures”, Master Thesis, Wright State University, Electrical Engineering, Dayton OH, USA (2012)]]
-[3] [[http://etd.ohiolink.edu/ap/1?0|R. Zhou, “Structural And Electronic Properties of Two-Dimensional Silicene, Graphene, and Related Structures”, Master Thesis, Wright State University, Electrical Engineering, Dayton OH, USA (2012)]]
 ===== 补充参考 =====
@@ 行 171: / 行 176: @@
 一个关于六方BN的相似研究，可参见
   * [[https://link.springer.com/article/10.1140%2Fepjb%2Fe2012-30236-6|K. Tang et al., “Electronic and transport properties of a biased multilayer hexagonal boron nitride”, European Physical Journal B 85, 301 (2012)]]
+  * 英文原文：[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/opening_a_band_gap/opening_a_band_gap.html|https://docs.quantumwise.com/tutorials/opening_a_band_gap/opening_a_band_gap.html]]

费米维基

用户工具

站点工具

差别

页面工具