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求助:如何使用CP2K计算半导体功函数和fermi能级

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发布时间: 2023-2-15 16:32

正文摘要:

本帖最后由 Ahey 于 2023-2-17 13:43 编辑 各位老师好,学生想用CP2K计算g-C3N4(真空层为15埃左右)的fermi能级和功函数,根据文献阅读,计算的思路如下: ①先通过CP2K计算,得到体系的fermi能级Ef ②产生静 ...

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chen0201 发表于 Post on 2023-6-20 19:40:12
sobereva 发表于 2023-6-20 18:56
当前版本Multiwfn没有晶胞是正交的要求
诸如你计算Z方向平面平均静电势,只要a、b晶轴方向与Z轴垂直即可 ...

明白了,谢谢老师回复!
sobereva 发表于 Post on 2023-6-20 18:56:52
chen0201 发表于 2023-6-20 15:12
老师,请问一下,您之前在帖子说:当前的cube文件的三个平移矢量不是恰好是在x,y,z方向,即格点不是立方 ...

当前版本Multiwfn没有晶胞是正交的要求
诸如你计算Z方向平面平均静电势,只要ab晶轴方向与Z轴垂直即可,不要求ab之间正交
sobereva 发表于 Post on 2023-6-20 18:55:13
chen0201 发表于 2023-6-19 19:47
请问一下,您说的产生静电势的cube文件,载入multiwfn后在Z方向取平均,得到真空静电势,是输入命令13,18 ...


和cube文件里用的单位一致。对于CP2K,是a.u.
chen0201 发表于 Post on 2023-6-20 15:12:50
sobereva 发表于 2023-2-17 02:29
CP2K不同情况下给出的费米能级不一样,需根据理论知识判断什么时候给出的有意义。
开发者在CP2K的Google ...

老师,请问一下,您之前在帖子说:当前的cube文件的三个平移矢量不是恰好是在x,y,z方向,即格点不是立方的,这种情况cube文件虽然能载入Multiwfn,但是数值不正常。而楼主的晶胞也不是立方的,为什么依然可以计算真空静电势呢?
chen0201 发表于 Post on 2023-6-19 19:47:11
本帖最后由 chen0201 于 2023-6-19 19:54 编辑

请问一下,您说的产生静电势的cube文件,载入multiwfn后在Z方向取平均,得到真空静电势,是输入命令13,18,Z吗?得到的如下图片,数值单位是多少呢?

图片1.png (5.38 KB, 下载次数 Times of downloads: 2)

图片1.png
sobereva 发表于 Post on 2023-3-23 07:45:29
chen0201 发表于 2023-3-14 20:01
请问cp2k可以这样算功函数吗?正确吗?

用Multiwfn基于slab模型得到真空区的静电势,减去按我说的方式确定的费米能级,是标准的得到功函数的做法
sobereva 发表于 Post on 2023-3-23 07:43:32
Eudaimonia 发表于 2023-3-9 19:44
请问一下你的真空能级是怎么得到的
我尝试了一下使用Multiwfn对cube文件进行处理,选择13号功能下的18,对 ...

对静电势格点数据应当在Multiwfn的此功能里选择绘制平面平均曲线,而不是绘制积分曲线。什么叫平面平均曲线下文有明确说明
使用CP2K结合Multiwfn绘制密度差图、平面平均密度差曲线和电荷位移曲线
http://sobereva.com/638http://bbs.keinsci.com/thread-28225-1-1.html
chen0201 发表于 Post on 2023-3-14 20:01:59
请问cp2k可以这样算功函数吗?正确吗?
ykhuang 发表于 Post on 2023-3-13 14:40:09
功函数print V_hartree.cube,然后做二维积分,工具应该是cubecruncher.x,近似真空区为真空能级=无限远,减去Efermi. 这部分内容在XPS原理
Eudaimonia 发表于 Post on 2023-3-9 19:44:51
请问一下你的真空能级是怎么得到的
我尝试了一下使用Multiwfn对cube文件进行处理,选择13号功能下的18,对Z方向的所有范围进行积分,之后点1得到积分曲线,但是纵轴上的数据和out文件中输入的能量对应不太上,应该如何取真空能级呢?
sobereva 发表于 Post on 2023-3-1 16:13:29
汪杰 发表于 2023-2-28 18:57
请教一下老师,物理学中有关于本征半导体的费米能级的推导,结果是费米能级应该位于1/2处,并且受到电子 ...

我前面回帖里已经清楚说了费米能级是怎么确定的。除非DOS相对于费米能级是对称分布的(事实上不是),否则费米能级不恰好在正中央。说在正中央的只是个近似而已
汪杰 发表于 Post on 2023-2-28 18:57:35
sobereva 发表于 2023-2-17 02:29
CP2K不同情况下给出的费米能级不一样,需根据理论知识判断什么时候给出的有意义。
开发者在CP2K的Google ...

请教一下老师,物理学中有关于本征半导体的费米能级的推导,结果是费米能级应该位于1/2处,并且受到电子与空穴的有效质量还有温度的影响(公式就不打了),但是对于本征半导体来说,电子与空穴都是成对产生的,也就是说,无论温度多少,费米能级都应该在禁带中央。
上面计算的材料,按照道理来说都是本征半导体,没有掺杂等因素,为什么会有费米能级偏离中央的情况?是因为软件的算法导致的吗?我对软件不太了解,但是从最基本的理论结果来看,软件给出的结果似乎偏离了理论。为什么偏离了这个理论,是我目前想不透的地方,希望老师能教一下
Ahey 发表于 Post on 2023-2-17 20:32:44
卡开发发 发表于 2023-2-17 17:37
原则上说展宽不宜太大,此时情况才不是很敏感,大了其实也会产生影响。展宽本身确实主要是针对金属的情况 ...

好的,谢谢老师!
卡开发发 发表于 Post on 2023-2-17 17:37:21
Ahey 发表于 2023-2-17 13:39
感谢各位老师们的回答,为了加深理解,我在昨晚和今天早上做了一些计算和测试,得出了一些结论,更新放在顶 ...

原则上说展宽不宜太大,此时情况才不是很敏感,大了其实也会产生影响。展宽本身确实主要是针对金属的情况,但不表示半导体不可以使用,尤其是要选择合理的展宽形式。按道理Gaussian型的展宽是万用一些的(专用于金属那些展宽反而不适合半导体使用),不过CP2K只支持F-D展宽,问题倒是也不大,尤其是gap宽的时候影响会更小一些。

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