Saturday, January 11, 2014

基态下,费米面以上无电子,但是有态密度,说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。就相当于有那么一个盒子,但是盒子里面不一定有球。

基态下,费米面以上无电子,但是有态密度,说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。就相当于有那么一个盒子,但是盒子里面不一定有球。
“我画Ef+0.2eV的能量范围的电荷密度,是有电荷分布的。”当然的,理由同上。那个只是对应能量的波函数积分而已。只要有态密度,一定对应一个波函数积分。只不过这个态不一定被真实的电子填充。
基态下,电子填充不是按带,而是按能量填充的,这个是因为周期性边界条件导致电子能量分布连续化导致的,和孤立体系的能级概念是不一样的。实际上一个带填充两个电子只是单胞下的近似表述,这个在导体出现分数占据的时候是不成立的。也就是说你说的3个带实际上都是不满的。电子就是会按照能量的高低从小到大排满。很可能有的k点填充3个带,有的1个都没填。

穿越费米能级的杂质带的性质讨论

作者: Physicser (站内联系TA)    发布: 2013-12-30
以GaAS掺杂Mn 6.25%为例。Mn会引入一个空穴。
费米能级设置为零,自旋向上态,在Gamma点会有三条能带穿越费米面0.2eV左右。
  那么这三条能带是有3个电子占据,还是2个电子占据?
  若是2个电子占据,是不是有一条能带被空穴占据?
一般来说,基态下费米面以上无电子,但是我画Ef+0.2eV的能量范围的电荷密度,是有电荷分布的。
  那么,穿越费米面部分的能级,是有电子存在,还是无电子存在?若无电子存在,是否表示该处为空穴?
    如果无电子存在,为什么能画出电荷密度?
掺锰是怎么引入空穴的?
2楼: Originally posted by 鹰羽龙 at 2013-12-30 10:41:16
掺锰是怎么引入空穴的?
看相关文献,都是这么讲的。Ga是+3价  Mn进入是+2价, 故有空穴。
在能带图上可以看到 杂质带是靠近价带的
在周期性势场和单电子近似下,平移算符和哈密顿量对易,因此电子本征态可以取这两个算符共同本征态,写成|n,k>的形式,对应的能量本征值写成Enk。n代表哈密顿量,k代表平移算符,和氢原子波函数|n,l,m>意义类似,区别在于所选的力学量完全集不同。
某条能带对应的能带图,实际上是固定E(n,k)的n对k作图所得的图像。简约布里渊区中k点数目等于重复单元数,由于宏观晶体重复单元非常多,因此k点非常密集,呈现准连续状态。
对于能带图上每一个点(n,k),若不考虑自旋都可容纳两个电子。因此每一条能带能容纳的电子数量非常多,不可能只被两三个电子占据。
至于费米能级之上有电荷分布那个问题,可能画的是波函数的空间分布而不是总电荷密度。对于每一个导带上每个k点对应的波函数都能画出空间分布,但总电荷密度却不包含它。
电荷密度怎么对E作图?难道你算的是DOS?
8楼: Originally posted by 浔荆 at 2013-12-31 09:48:01
电荷密度怎么对E作图?难道你算的是DOS?
算PARCHG即可!
祝大家新年快乐!
基态下,费米面以上无电子,但是有态密度,说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。就相当于有那么一个盒子,但是盒子里面不一定有球。
“我画Ef+0.2eV的能量范围的电荷密度,是有电荷分布的。”当然的,理由同上。那个只是对应能量的波函数积分而已。只要有态密度,一定对应一个波函数积分。只不过这个态不一定被真实的电子填充。
基态下,电子填充不是按带,而是按能量填充的,这个是因为周期性边界条件导致电子能量分布连续化导致的,和孤立体系的能级概念是不一样的。实际上一个带填充两个电子只是单胞下的近似表述,这个在导体出现分数占据的时候是不成立的。也就是说你说的3个带实际上都是不满的。电子就是会按照能量的高低从小到大排满。很可能有的k点填充3个带,有的1个都没填。
11楼: Originally posted by dxcharlary at 2014-01-02 06:04:46
基态下,费米面以上无电子,但是有态密度,说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。就相当于有那么一个盒子,但是盒子里面不一定有球。
“我画Ef+0.2eV的能量范围的电荷密度,是有电荷分布的。”当然 ...
“Last edited by dxcharlary on 2014-1-2 at 06:09” 好早啊!
感激不尽!
“基态下,费米面以上无电子,但是有态密度,说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。” 感谢!
  如此而言,对于P型半导体,费米面上的态密度可否视为空穴? 这是我最为关心的问题。
“基态下,电子填充不是按带,而是按能量填充的” 多谢提醒,我认识到我这样的说法是不正确的,是为了便于描述才如此讨论。不过我这样说也缘由vasp画的能带中valence band的带数就是valence的电子数^_^。
12楼: Originally posted by Physicser at 2014-01-02 09:50:09
“Last edited by dxcharlary on 2014-1-2 at 06:09” 好早啊!
感激不尽!
“基态下,费米面以上无电子,但是有态密度,说明上面的能量区间有容纳电子的能力但是没有填充电子。” 感谢!
  如此而言,对 ...
个人感觉不能,因为根据半导体掺杂,掺杂的形成的空穴应该是在原来的价带上。也就是说掺杂使得原来的价带发生了扭曲,有一部分暴露在了费米面以上。这样说的话,建议楼主详细区分一下3根带哪根是杂质能级,哪根是原来的价带。然后价带对应的部分才是空穴。我也不是专业方向的,我的意见仅供参考。
你的得到的“穿越费米面部分的能级”可能是假的,不信你可以换杂化泛函计算试一试。这个态可能是不存在的。

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