计算出的能带为啥这么平

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-26 20:55:44

模型为半导体纯的二氧化钛001表面加真空层，建立的超晶胞模型，图1，能带计算结果出来如图2所示，图上来看明显不对，禁带宽度很小，明显是错误的，禁带之间还很多中间带，这是为什么，是k点选择的问题嘛，还是赝势选择问题，对于这种加真空层的k点选择具体该怎么做呢，请各位老师同学帮忙看看啊，谢谢了:D

jiewei · 发表于 Post on 2014-12-26 21:39:03

没做过二氧化钛。如果真的比文献报道的平，那很大可能是k点没有选好。你可以把第一布里渊区你选的k点用MS画好贴出来，让大家看看是不是选k点选错了

卡开发发 · 发表于 Post on 2014-12-27 02:13:35

估计高对称点设定的有问题，表面可视作二维结构，k可根据二维的倒格子来考虑（根据表面的二维点阵就可确定，如Fe100是四方的，那么相应的就是G-X-M-G）。

带隙偏小不是计算本身的问题，根据一些文献显示就算LDA/GGA计算TiO2似乎带隙也不会很小，表面带隙偏小应该是和表面态相关。

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-27 09:22:49

卡开发发发表于 2014-12-27 02:13
估计高对称点设定的有问题，表面可视作二维结构，k可根据二维的倒格子来考虑（根据表面的二维点阵就可确定 ...

我再看看我的结构，谢了:)

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-27 09:23:11

jiewei 发表于 2014-12-26 21:39
没做过二氧化钛。如果真的比文献报道的平，那很大可能是k点没有选好。你可以把第一布里渊区你选的k点用MS画 ...

我看结构自己调试试:)

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-27 10:51:54

本帖最后由茶味果冻于 2014-12-27 10:54 编辑

卡开发发发表于 2014-12-27 02:13
估计高对称点设定的有问题，表面可视作二维结构，k可根据二维的倒格子来考虑（根据表面的二维点阵就可确定 ...

建立好模型后，在MS中生成的k点路径见下图，这样选择明显是错的吧，紫色部分 G F Q Z，路径中明显都没有包含原子，找高对称性的话，我的用pwscf进行的计算，结果输出out文件中显示的是No symmetry Found,按照这个路径计算出来结果也是，能带很平，而且从禁带宽度来看明显是错的

卡开发发 · 发表于 Post on 2014-12-27 13:46:08

茶味果冻发表于 2014-12-27 10:51
建立好模型后，在MS中生成的k点路径见下图，这样选择明显是错的吧，紫色部分 G F Q Z，路径中明显都没有 ...

这个看样子肯定不对，原则上高对称点也是二维的才是。

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-27 14:08:17

卡开发发发表于 2014-12-27 13:46
这个看样子肯定不对，原则上高对称点也是二维的才是。

但是在输出文件中显示一个对称操作都找不到，这样的话是不是需要我自己观察结构找了

卡开发发 · 发表于 Post on 2014-12-27 14:16:58

本帖最后由卡开发发于 2014-12-27 15:20 编辑

茶味果冻发表于 2014-12-27 14:08
但是在输出文件中显示一个对称操作都找不到，这样的话是不是需要我自己观察结构找了

是的，要对照二维的对称性来确定。其实这种正方的从对称来看就三种(0,0) (0,1) (1,1)，应该是G-X-M-G的。你可以再找资料确定一下。因为是001的面，我估计如果MS直接找对称性做TiO2的Brillouin Zone，然后去掉z不等于0的点，剩下的应该也是G X M，你可以试试看。

jiewei · 发表于 Post on 2014-12-27 15:22:10

gamma(0 0 0)> B(1/2 0 0)
B(1/2 0 0) >gamma(0 0 0)
gamma(0 0 0)>S(1/2 1/2 0)
S(1/2 1/2 0)>gamma(0 0 0)
gamma(0 0 0)>F(0 0)
F(0 0)>gamma(0 0 0)
gamma(0 0 0)>G(0 0 1/2)(和MS的Z一样)
G(0 0 1/2)>gamma(0 0 0)

试一下。

PS：记得自己测试一下k点怎么选

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-27 15:48:34

jiewei 发表于 2014-12-27 15:22
gamma(0 0 0)> B(1/2 0 0)
B(1/2 0 0) >gamma(0 0 0)
gamma(0 0 0)>S(1/2 1/2 0)

好的谢老师:)

jiewei · 发表于 Post on 2014-12-27 15:59:47

茶味果冻发表于 2014-12-27 15:48
好的谢老师

F应该是（0 1/2 0）

卡开发发 · 发表于 Post on 2014-12-27 19:51:45

本帖最后由卡开发发于 2014-12-27 19:55 编辑

楼上的回答算是很完善了。
我做点补充，如果一定要通过MS生成，可以这样考虑，因为是001面，所以实际上z分量只能0。2x2的表面可以先做成2x2的超胞并且寻找对称性，并生成BZ（Fig. 1）。

Fig. 1
然后在生成的高对称点中（Fig.2(a)）去掉z不是0的点（Fig. 2(b)），剩下的就是。很显然，与楼上的结论一致（高对称点的分数坐标一致），只是记号不同（实际上相当于x,y,z做了旋转），得到G-X-M-G（印象中霍夫曼那本《固体与表面》二维体系用的应该是这个记号）。

Fig.2
当然，这样的方法仅仅适用于非常简单的一些表面，复杂的面只好通过2D的对称性进行确定。所以说，并不能所有的问题都依赖程序来解决。

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-28 11:49:57

卡开发发发表于 2014-12-27 19:51
楼上的回答算是很完善了。
我做点补充，如果一定要通过MS生成，可以这样考虑，因为是001面，所以实际上z分 ...

学习了，谢老师！:)

茶味果冻 · 发表于 Post on 2014-12-31 11:09:50

本帖最后由茶味果冻于 2014-12-31 11:42 编辑

卡开发发发表于 2014-12-27 19:51
楼上的回答算是很完善了。
我做点补充，如果一定要通过MS生成，可以这样考虑，因为是001面，所以实际上z分 ...

图为新建立的模型 2x2的超晶胞，没有真空层，k点路径积分选择的（0 0 0），（0 0.5 0），（0 0.5 0.5），（0 0 0.5），（0 0 0），计算出来的结果是完全错的，二氧化钛费米能级结果文件显示的为8.1683eV，附上in_put文件，麻烦老师能帮看下，计算out文件也附上了，谢谢了

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