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atk:si_100_表面的复数能带

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 ===== 背景 ===== ===== 背景 =====
  
-对于周期性固体,薛定谔方程 $H \psi_{n{\bf k}} = E_{n{\bf k}} S \psi_{n{\bf k}}$ ($S$ 为重叠矩阵)中的 $\psi_{n{\bf k}}$ 可以写为 $\psi_{n{\bf k}}({\bf r}) = e^{-i {\bf k}\cdot {\bf r}} U_{n{\bf k}}({\bf r})$,这里的 $U_{n{\bf k}}({\bf r})$ 是与晶体自身周期性相同的周期函数。在一般的能带结构计算中,波矢量 ${\bf k}$ 为实数,通过求解上面的薛定谔方程得到不同 ${\bf k}$ (通常位于第一布里渊区的高对称线上) 的固定,定义一个特量,由此确定本征能量 $E_{n{\bf k}}$ (即能带结构)。+对于周期性固体,薛定谔方程 $H \psi_{n{\bf k}} = E_{n{\bf k}} S \psi_{n{\bf k}}$ ($S$ 为重叠矩阵)中的 $\psi_{n{\bf k}}$ 可以写为 $\psi_{n{\bf k}}({\bf r}) = e^{-i {\bf k}\cdot {\bf r}} U_{n{\bf k}}({\bf r})$,这里的 $U_{n{\bf k}}({\bf r})$ 是与晶体自身周期性相同的周期函数。在一般的能带结构计算中,波矢量 ${\bf k}$ 为实数,通过求解上面的薛定谔方程得到不同 ${\bf k}$ (通常位于第一布里渊区的高对称线上) 值上的本量,由此确定本征能量 $E_{n{\bf k}}$ (即能带结构)。
  
 计算复数能带的方法可参考 <color #00a2e8>[CS82]</color>。在固定能量 $E$ 的情况下,要求解的是满足薛定谔方程的 ${\bf k}$ 值。这种解法可以得到实数和复数的 ${\bf k}$,实数 ${\bf k}$ 的解是通常的 Bloch 态,而带有虚部的解是在一个方向上呈指数递减,相反方向上递增。这样的解通常不能稳定存在于块体材料中,因此在能带结构计算中通常被忽略。然而,它们可以存在于表面或界面处,并且可以提供关于电子态如何在材料中衰减的信息,例如电子态如何通过一个薄的隧道势垒。 计算复数能带的方法可参考 <color #00a2e8>[CS82]</color>。在固定能量 $E$ 的情况下,要求解的是满足薛定谔方程的 ${\bf k}$ 值。这种解法可以得到实数和复数的 ${\bf k}$,实数 ${\bf k}$ 的解是通常的 Bloch 态,而带有虚部的解是在一个方向上呈指数递减,相反方向上递增。这样的解通常不能稳定存在于块体材料中,因此在能带结构计算中通常被忽略。然而,它们可以存在于表面或界面处,并且可以提供关于电子态如何在材料中衰减的信息,例如电子态如何通过一个薄的隧道势垒。
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 +更多关于复数能带结构的概念和在导电结中的应用,请参考:
 +  * Jensen, A. et al. Complex band structure and electronic transmission eigenchannels. J. Chem. Phys. 147, 224104 (2017)。
 +  * Yia-Chung Chang and J. N. Schulman. Complex band structures of crystalline solids: An eigenvalue method. Phys. Rev. B, 25:3975–3986, Mar 1982. doi:10.1103/PhysRevB.25.3975.
  
  
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   * [CS82] Yia-Chung Chang and J. N. Schulman. Complex band structures of crystalline solids: An eigenvalue method. //Phys. Rev. B//, 25:3975–3986, Mar 1982. [[http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.25.3975|doi:10.1103/PhysRevB.25.3975]].   * [CS82] Yia-Chung Chang and J. N. Schulman. Complex band structures of crystalline solids: An eigenvalue method. //Phys. Rev. B//, 25:3975–3986, Mar 1982. [[http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.25.3975|doi:10.1103/PhysRevB.25.3975]].
  
 +  * Jensen, A. et al. Complex band structure and electronic transmission eigenchannels. J. Chem. Phys. 147, 224104 (2017).
   * 英文原文:[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/complex_bandstructure/complex_bandstructure.html|https://docs.quantumwise.com/tutorials/complex_bandstructure/complex_bandstructure.html]]   * 英文原文:[[https://docs.quantumwise.com/tutorials/complex_bandstructure/complex_bandstructure.html|https://docs.quantumwise.com/tutorials/complex_bandstructure/complex_bandstructure.html]]
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