《能帶理論學(xué)習(xí)資料》PPT課件.ppt

1、一.基本概念,1.在一個(gè)能帶中所有能級(jí)都已被電子所占據(jù)，這個(gè)能帶稱為滿帶 2.在一個(gè)能帶中，部分能級(jí)被電子所占據(jù)，這種能帶中的電子具有導(dǎo)電性 3.當(dāng)一個(gè)能帶沒有一個(gè)電子占據(jù)（在原子未被激發(fā)的正常態(tài)下），這種能帶稱為空帶?？諑е幸坏┐嬖陔娮泳途哂袑?dǎo)電性質(zhì)，所以空帶也稱導(dǎo)帶。,4.在能量相等的軌道上，自旋平行的電子數(shù)目最多時(shí)，原子的能量最低。所以在能量相等的軌道上，電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道 5.泡利不相容原理：指在原子中不能容納運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子。 6.不違反泡利原理的條件下，電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌道，使整個(gè)原子體系能量處于最低，這樣的狀態(tài)是原子的基態(tài)。,7.帶寬：能帶的最高和

2、最低之間的能量差值。其數(shù)值和幾何構(gòu)型有著密切的關(guān)系。 8.Caste和Dmol只能繪制散點(diǎn)圖和線形圖，并且很不美觀。后續(xù)通常需要origin進(jìn)行處理。,二.費(fèi)米能級(jí),1.費(fèi)米能級(jí)（fermi level）是絕對(duì)零度下的最高能級(jí)。 2.在Castep中費(fèi)米能級(jí)的默認(rèn)值是0。這給我們帶來了很大的方便。（在計(jì)算能帶寬度時(shí)）。 3.費(fèi)米能級(jí)同時(shí)是能帶中重要的觀察位置。,三.能帶,1.由于晶體中各原子間的相互影響，原來各原子中能量相近的能級(jí)將分裂成一系列和原能級(jí)接近的新能級(jí)。這些新能級(jí)基本上連成一片，形成能帶 2.只有周期性結(jié)構(gòu)存在能帶，非周期性結(jié)構(gòu)不存在能帶。,四.性質(zhì),1.能帶是能量關(guān)于d(k)的函

3、數(shù) 2.橫坐標(biāo)是布里淵區(qū)上的高對(duì)稱性點(diǎn)（其距離受到smearing的影響） 3.在計(jì)算過程中只能簡單的調(diào)節(jié)G點(diǎn),4.有多少條線就有多少個(gè)軌道，就有多少條能帶。 5.能帶的底部主要是成鍵，中部為非鍵，上部為反鍵。 6.通過導(dǎo)帶與Fermin導(dǎo)帶的交點(diǎn)可以判斷是否是是導(dǎo)體。,7.分析過程中主要分析靠近Fermin能級(jí)的能帶，遠(yuǎn)離Fermin能級(jí)的能帶無多大意義 8.能帶越寬，成鍵作用越強(qiáng)烈。 9.能帶的排列是按能量高地排列的。 10。可以看出一些較為特殊的能帶（sp,d）,五.態(tài)密度,1.DOS:dE=E與dE=E+dE之間的能帶數(shù)目 2. 意義：從倒格失空間返回到實(shí)空間 3.分為總體DOS 和

4、分波DOS（PDOS）,六.DOS的性質(zhì),1.DOS的曲線形狀可以預(yù)測(cè)能帶結(jié)構(gòu) 2.可以獲得價(jià)帶、導(dǎo)帶的位置 3.DOS的曲線形狀可以計(jì)算能級(jí)數(shù)目,4. DOS可以廣泛用來計(jì)算吸附 5. DOS的峰越尖銳，能帶越平，能帶越寬，峰越平,6.從DOS圖也可分析能隙特性。 若費(fèi)米能級(jí)處于DOS值為零的區(qū)間中，說明該體系是半導(dǎo)體或絕緣體； 若有分波DOS跨過費(fèi)米能級(jí)，則該體系是金屬,7. 可以獲得不同軌道對(duì)于總DOS的貢獻(xiàn)（其方法類似于核磁共振）,8.可以成鍵進(jìn)行分析,七.識(shí)圖,原則 1.能帶和DOS一一對(duì)應(yīng)，并相互印證 2.能帶是分子軌道按能量大小排列 3.應(yīng)結(jié)合PDOS進(jìn)行分析,步驟,1.先畫出分子軌道那能量高低的分布圖,2.沿PDOS的峰做橫軸的的平行線，看與能帶的交點(diǎn)。相交的就是參與貢獻(xiàn)的,8.磁