【摘要】 以计算本征半导体硅的能带结构和态密度等性质为例

以计算本征半导体硅的能带结构和态密度等性质为例：

 

计算过程可以分为三个步骤：首先是建立硅的晶体结构计算模型，这个可以在 MS 物质结构数据库中调用即可。在计算时为了节省时间，减少计算量，可以将硅的普通的晶体转化为原胞结构，一个原胞中包含 9 个原子。节下来是对晶体原胞结构进行几何结构优化，当然其中也含盖了对体系总能量的最小化。结构优化过程中的两个图表文档分别表示了优化步骤中体系能量的变化和收敛精度，判断收敛是否成功就要查看最终完成计算后，能量的收敛精度是否达到了事前的设定值。最后是计算性质，在计算态密度时可以计算不同原子各个轨道按照角动量分布的偏态密度（PDOS），当体系是自旋极化时，偏态密度（PDOS）中包含了体系多数自旋(majority spin)和少数自旋(minority spin)的偏态密度（PDOS）。光学性质的计算是模拟中的一个难点，从目前发表的文献来看，影响光学性质计算的因素很多，在这里具体不再过多阐述，可以自行去查阅相关文献。在研究体系有充足实验数据的条件下，可以对能带采用“剪刀”的工具对能带带隙进行刚性的调整，可获得与实验结果符合较好的结论。但对于初学者而言，这个工具一般是不推荐使用的。

 

更多的内容欢迎大家关注我们的公众号——科学指南针—模拟计算联盟以及科学指南针—测试万事屋，详细的计算过程和方法欢迎大家去我们指南针学院的小班课程学习，小白也能包教包会。

 

科学指南针为您提供材料测试,主要业务范围包括XPS,普通XRD,透射电子显微镜TEM,全自动比表面及孔隙度分析BET等测试。