已有 33466 次阅读 2014-5-23 22:54 |个人分类:电子结构计算|系统分类:科研笔记

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1） 如何有效地看固体的成键性质

     ELF、COHP、态密度、能带结构....

2)  看固体成键性质的经验法则

网络摘录

http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=1320946&fpage=1

Wanghui6383

     我个人认为：现在第一原理计算正在蓬勃发展，其计算方法层出不穷，但结果有许多都是相同的。如何正确的分析计算的结果，对我们如何深入理解输入和输出结果文件的物理和化学含义，并利用这些结果说明自己所研究的问题，从而达到进一步预言材料的各种性质，我个人认为是非常重要的。       所以我想专门发个贴子讨论一下：提出一些第一原理计算的结果（有些可能是看别人分析过的，但自己没琢磨透彻），拿出来给大家一起讨论讨论，从讨论中大家互相学习，互相进步。      希望得到版主和广大第一原理虫友的支持。 结果分析：        从DOS图中还可引入“赝能隙”（pseudogap）的概念。也即在费米能级两侧分别有两个尖峰，而两个尖峰之间的DOS并不为零。赝能隙直接反映了该体系成键的共价性的强弱：越宽，说明共价性越强。

      如果分析的是局域态密度（LDOS），那么赝能隙反映 的则是相邻两个原子成键的强弱：赝能隙越宽，说明两个原子成键越强。【？】

     上述分析的理论基础可从紧束缚理论出发得到解释：实际上，可以认为赝能隙的宽度直接和Hamiltonian矩阵的非对角元相关，彼此间成单调递增的函数关系。 问题： （1）为什么“赝能隙”能反映体系成键的强弱？（不明白怎样从哈密顿的非对角元分析出来的） （2）为什么“赝能隙”反映的共价键的强弱？什么反映离子键的强弱？ （3）局域态密度（LDOS）是什么？它和PDOS的区别是什么？ 好了，先写这么几个问题，欢迎大家一起讨论，共同提高进步。

cocolv

semimetal 是一种由于导带与价带有少量交叠而使其宏观输运性质介于典型的金属与绝缘体之间的半金属；

    而halfmetal 通常表现为具有金属性的磁性化合物，但是从其能带或态密度图分析，其上下自旋子带分别有金属性和绝缘性，从而实现了金属性与绝缘性在微观尺度上的共存。为了区分两种概念，可称halfmetal为“半金属磁体”。

yzcluster

由你的态密度来看，应该是一种半金属（如果你的态密度计算本身没有什么问题的话）。其导带底和价带顶在费米能级（也就是图中E=0处）有少量的重叠。但是，由于DFT常常低估带隙，所以你要小心，因为真实情况也可能是窄带隙半导体。

Wanghui6383

非常感谢你的交流。 但是，我不完全赞同你的观点。 原因：不能仅仅从总态密度的“导带底和价带顶在费米能级（也就是图中E=0处）有少量的重叠”来断定它是半金属，因为有些碱土金属的“导带底和价带顶在费米能级（也就是图中E=0处）也有一定的重叠”。 所以，还应该看一下它的自旋极化态密度图，即自旋向上和向下的两个态密度。如果费米能级与自旋向上的态密度图（能带图也可类似说明问题）相交而处于自旋向下的态密度图的能隙中，则此体系具有明显的自旋极化现象，而该体系则称之为半金属。 不知道我解释的是否正确，请版主和各位虫友指正。鼓励交流

yzcluster

其实，典型的金属的能带填充，无非分为这么几类。第一，就是价带本身就没有充满，比如钠，钾等等，就是这种情况。【价带本身没有满说明什么问题？】

还有一种情况是，价带本身是满的，比如你所说的碱涂金属，其原子最外层电子为ns2，按道理，在固体时是满价带，应该是半导体或是绝缘体，但是，由于s带跟p带有交叠，导致两个带都不满，所以是金属。典型的金属，一般来说，在费米面附近态密度是很大的，因此费米能级处的电子比较多，有利用导电。 然而，对与半金属，情况就不同了。关键在于，半金属费米面出的态密度比较小，占据电子比较少，因此跟典型的金属比，导电能力很差。但是，半金属跟半导体又不一样。特别是当T=0时，严格来讲，半导体是没有载流子的。但是半金属有载流子（虽然跟正常金属比相差很远。另外，这里不考虑超导相变问题） 你可以看看我发的帖子http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=1322428&fpage=1

化学小工

个人感觉这个图不应该认为是价带与导带的重叠，因为vasp的dos并不是非常准，和你的计算参数关系特别大，这样的图我有好多，但是如果从bandstructure中看的话基本上是窄带半导体，而halfmetal的话，至少需要具有自旋带，这个是halfmetal的基本定义，不过我看yzcluster说得大概好像就是这个意思

我对半金属的理解（semimetal）

化学小工

yiding说yzcluster说的是semimetal，而我以为说的是halfmetal，halfmetal是最近很热门的研究材料，有很多文献可以看，一般情况为spin up 态为metal，而spin down为semiconductor，这个与我们所学的半金属不同，半金属是针对半导体和金属区分的，yzcluster老兄的理解比我要好，我就不班门弄斧了，呵呵。我没有矛盾，只是他说的非我

Wanghui6383

谢谢的答复。基本明白你的意思了。 也就是说semimetal是我们常说的半金属，用于区分半导体盒金属的。 而halfmetal是重自旋极化的态密度图得出的定义。那这个halfmetal应该怎么翻译呢？很容易新手误认为是“半金属”，引起概念混淆。 请赐教，呵呵

cocolv

semimetal 是一种由于导带与价带有少量交叠而使其宏观输运性质介于典型的金属与绝缘体之间的半金属；而halfmetal 通常表现为具有金属性的磁性化合物，但是从其能带或态密度图分析，其上下自旋子带分别有金属性和绝缘性，从而实现了金属性与绝缘性在微观尺度上的共存。为了区分两种概念，可称halfmetal为“半金属磁体”。

encke

称halfmetal为“半金属磁体”没错，但真正的定义是单自旋金属，即自旋向上spin up子带为金属特性，而自旋向下spin down子带为半导体(绝缘体)，简单说就是spinup无带隙，spindn有带隙。这种金属(合金)的导电电子具有单一自旋极化状态，极化率为100%，是当前磁学领域研究最热的自旋电子学器件的基础材料。

网络摘录2：

http://blog.sciencenet.cn/blog-1239164-797075.html