今晚本来是要打apex的,结果朋友都不来了,还是学习吧。
那我们走一下电子和空穴的有效质量计算的流程,依旧是会用到vasp和vaspkit,参考文章为如何用VASPKIT计算有效质量 - VASPKIT与量化软件
http://vaspkit.cn/index.php/52.html
想要得到有效质量,首先你要把能带算出来,我们这里就不过多阐述了,我们就接着学习记录[2]的后续进行
DFT学习记录[2]:VASP能带计算全流程-CSDN博客
https://blog.csdn.net/Blindbaby123/article/details/157869966
根据我们学习记录[2]的进度,我们已经成功完成了能带的计算,拿到了band_gap,那我们接下来要做的,是确认带边核心信息,首先在band文件夹打开vaspkit,并且进入91,911,得到带边位置
+-------------------------- Summary ----------------------------+
Band Character: Direct
Band Gap (eV): 4.0238
Eigenvalue of VBM (eV): 6.0634
Eigenvalue of CBM (eV): 10.0872
HOMO & LUMO Bands: 8 9
Location of VBM: 0.000000 0.000000 0.000000
Location of CBM: 0.000000 0.000000 0.000000
接下来要根据带边位置编写配置文件VPKIT.in,在该文件夹生成文件VPKIT.in,并写入
1 # 模式1:先生成有效质量计算专用的KPOINTS文件
6 # 拟合用的离散点数(行业通用值,不用改)
0.015 # k-cutoff截断半径(0.015 1/Å,典型值)
2 # 计算2个方向的有效质量(可改,比如1=只算1个方向)
0.000000 0.000000 0.000000 0.500000 0.000000 0.000000 # Γ→X方向(空穴有效质量)
0.000000 0.000000 0.000000 0.500000 0.500000 0.000000 # Γ→M方向(空穴有效质量)
在你的使用过程中,需要修改的一般为Γ→X方向和Γ→M方向的前三个值,即0.000000 0.000000 0.000000
把这个东西改成我们通过911拿到的Location of VBM和Location of CBM
完成之后保存
接下来,再次打开vaspkit,91,912,1,生成计算需要的KPOINTS,精度的话还是0.04差不多即可
然后要继续修改INCAR文件,很简单,直接把下面的东西复制粘贴过去即可,重点就是要进行一次静态计算
IBRION=-1 # 静态计算
NSW=0 # 不弛豫
LWAVE=.FALSE. # 关闭波函数输出(节省空间)
LCHARG=.FALSE. # 关闭电荷密度输出
ISMEAR=0 # 高斯展宽(能带计算常用)
SIGMA=0.05 # 展宽值(和之前能带计算一致)
然后运行我们之前说过的vasp计算脚本,很快就能计算完成
N E dE d eps ncg rms rms(c)
DAV: 1 -0.274541078800E+02 -0.27454E+02 -0.13808E+02 7032 0.701E+01 0.119E+01
DAV: 2 -0.291842892370E+02 -0.17302E+01 -0.21065E+01 7144 0.221E+01 0.112E+01
DAV: 3 -0.290698348886E+02 0.11445E+00 -0.47325E-01 6824 0.480E+00 0.700E+00
DAV: 4 -0.290830527365E+02 -0.13218E-01 -0.29711E-02 6912 0.141E+00 0.334E+00
DAV: 5 -0.290690309505E+02 0.14022E-01 -0.25630E-02 7152 0.114E+00 0.197E-01
DAV: 6 -0.290690064723E+02 0.24478E-04 -0.44544E-03 6672 0.447E-01 0.118E-01
DAV: 7 -0.290690141618E+02 -0.76896E-05 -0.50565E-05 7184 0.554E-02 0.373E-02
DAV: 8 -0.290689950169E+02 0.19145E-04 -0.47929E-05 6792 0.486E-02 0.986E-03
DAV: 9 -0.290689951611E+02 -0.14419E-06 -0.37687E-06 6928 0.145E-02 0.197E-03
DAV: 10 -0.290689951641E+02 -0.29987E-08 -0.23972E-08 7216 0.115E-03
1 F= -.29068995E+02 E0= -.29068995E+02 d E =-.290690E+02
curvature: 0.00 expect dE= 0.000E+00 dE for cont linesearch 0.000E+00
trial: gam= 0.00000 g(F)= 0.542E-02 g(S)= 0.000E+00 ort = 0.000E+00 (trialstep = 0.100E+01)
search vector abs. value= 0.542E-02
writing wavefunctions
计算完成后,重新打开VPKIT.in,并且把里面第一行的"1",改成"2"
然后运行vaspkit,进入91,913,就会直接输出我们需要的有效质量了
Band Index: LUMO = 9 HOMO = 8
Effective-Mass (in m0) Electron (Prec.) Hole (Prec.)
K-Path Index 1: # 0.306 (0.2E-07) -2.023 (0.5E-06)
K-Path Index 2: # 0.306 (0.9E-08) -2.309 (0.7E-06)
电子有效质量两个方向都是0.306 m₀,电子有效质量很小,说明电子迁移率会比较高,适合做电子导电
空穴有效质量方向 1为-2.023 m₀,方向 2为-2.309 m₀,即空穴有效质量 ≈ 2.02 ~ 2.31 m₀
基本流程就是这样,你还可以根据自己的需求进一步进行修改,有什么问题留言评论,88