| 两侧同时换到之前的修订记录前一修订版后一修订版 | 前一修订版 |
| atk:电场下打开硅烯和双层石墨烯的带隙 [2018/05/14 13:54] – [几何结构优化] 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 |
|---|
| |
| 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。 | 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 |}} | {{ :atk:introbar.png?direct&900 |}} |
| |
| ==== 能带结构 ==== | ==== 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 |}} | {{ :atk:obg_19.png?direct&800 |}} |
| |
| <WRAP center round important 100%> | <WRAP center important 100%> |
| === 注意 === | === 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> | </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 |}} | {{ :atk:obg_20.png?direct&500 |}} |
| {{ :atk:obg_21.png?direct&500 |}} | {{ :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 === | === 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。 | 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> | </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 ===== | ===== 补充参考 ===== |
| |
| 一个关于六方BN的相似研究，可参见 | 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)]] | * [[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]] |
| |
| |
