求助计算掺杂电解质晶胞带隙

pendft

想问下各位大佬，使用material studio软件的castep模块计算LiLaZrO电解质晶胞（192个原子，Li56 O96 Zr16 La24）的带隙有4eV左右，使用的是GGA-PBE泛函，Ultrsoft赝势，380eV截断能，2X2X1的K点；

将晶胞中的一个Zr原子替换为Ta原子后再计算带隙，就只有0.5eV左右了，感觉掺杂浓度不是特别高，但是带隙减小的比较大（虽然GGA-PBE泛函会低估带隙）；

想问下各位大神，这是正常的吗？还是计算操作有问题呢？

Stardust0831

是正常的，当前是N型掺杂，（类似于Si里掺P），掺杂以后在接近导带底的位置出现了新的占据态。这些新的占据态属于掺杂时带来的未成键电子，这些电子可以很轻松的被激发到导带而导电。

或者可以用Si的体系来理解，Si本身难导电，但是掺杂了P以后GAP变小，导电性变好（电子作为载流子）。你的体系也是类似。

pendft

Stardust0831 发表于 2025-10-5 15:13
是正常的，当前是N型掺杂，（类似于Si里掺P），掺杂以后在接近导带底的位置出现了新的占据态。这些新的占据 ...

感谢大神回复，一个Ta原子的掺杂浓度并不是很高，但是带隙减小幅度大（4eV到0.5eV）也是正常的吧？
因为接触计算还不是很久，就担心是不是自己没有计算对，希望大神还能回复一下

pendft

Stardust0831 发表于 2025-10-5 15:13
是正常的，当前是N型掺杂，（类似于Si里掺P），掺杂以后在接近导带底的位置出现了新的占据态。这些新的占据 ...

最新的结果是，根据***意见，将LLZO电解质晶胞中的Zr原子替换为Ta原子后，再删除了一个Li原子，满足电荷补偿机制，重新计算出的带隙值为3.4eV，是否有大神能够解释下这种电荷补偿机制呢？