有效质量和吸收计算方法

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1、有效质量两种计算方法有效质量两种计算方法 第一种方法 利用y A Bx Cx2函数进行二次拟合 第一步 将能量由eV换算成Hartree 倒空间内K路径长度换算成Born 1 1 Born 0 5292 Angtrom 1 Hartree 2625 5KJ mol 27 21 eV 第二步 将长度作为x 能量作为y 对价带顶和导带底进行二次拟合 选取数据中接近抛物线部分进行拟合 第三步 由拟合系数带入有效质量定义式 求二阶导数即得原子单位制下有效质量 比如说结果是0 35 就代表有效 质量是0 35倍电子质量 具体操作如下 以Si为例 倒空间内 倒空间内K路径长度换算成路径长度换算成Born

2、1 为晶格常数 a ACol a 2 52920 将能量由 将能量由eV换算成换算成Hartree 2127 BCol 以 以C列为列为X轴 轴 D列为列为Y轴做曲线轴做曲线 按图中红色标记操作 按图中红色标记操作 按图中红色标记操作 按图中红色标记操作 完成所有步骤得到如下红色拟合曲线 完成所有步骤得到如下红色拟合曲线 将得到的 将得到的C取值进行如下变换取值进行如下变换 得到最终结果得到最终结果 0 2 1 m C m 第二种方法 利用origin软件进行二阶求导 2 2 k kE 1 eV 1 60 10 19J m0 9 10938215 45 10 31kg 1 J 1 kg m2

3、s2 为晶格常数 的二阶导数值为价带顶横坐标值对应 a x m109 109 x 1 m 31 10a 106 626 101 6 2 10 34 19 0 0 0 2 2 2 11 k kE m 普朗克常数 hh 2 具体操作如下 以Si为例 选中 选中A B两列按照图中红色标记进行操作两列按照图中红色标记进行操作 得到 得到C列二阶求导数据列二阶求导数据 找到价带顶横坐标对应的二阶导数值 如此例中为 找到价带顶横坐标对应的二阶导数值 如此例中为42 83 带入如右所示公式运算 带入如右所示公式运算 x0 42 83 a 5 43 0 m109 109 x 1 m 31 10a 106 62

4、6 101 6 2 10 34 19 0 m 0 24 m0 光学性质计算光学性质计算 吸收曲线吸收曲线 第一步 进行标准的DFT计算 with a standard DFT or hybrid functional calculation 第二步 optic计算 用到上一步WAVECAR文件 The independent particle picture Frequency dependent dielectric tensor without local field effects ALGO Exact NBANDS 64 此处为DFT计算是的2 3倍 根据说明要有足够的空带 LOPTI

5、CS TRUE CSHIFT 0 1 this is the default NEDOS 2000 ISMEAR 0 此处设置为此处设置为 5较好较好 SIGMA 0 01 GGA PE 具体操作如下 以Si为例 进行一步自洽计算 进行一步自洽计算 运行 运行vaspkit软件提供的软件提供的optics sh脚本 得到脚本 得到IMAG in和和REAL in文件文件 拷贝拷贝WAVECAR进行下一步计算进行下一步计算 运行 运行vaspkit软件 输入软件 输入51 得到 得到5种光学文件 选择种光学文件 选择ABSORB dat数据用数据用origin作图作图 进行 进行optics计算计算 5 加密k点 保证有足够的空带 除此之外还需要提高精度