《能带理论学习资料》PPT课件

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1、一.基本概念1.在一个能带中所有能级都已被电子所占据，这个能带称为满带2.在一个能带中，部分能级被电子所占据，这种能带中的电子具有导电性3.当一个能带没有一个电子占据（在原子未被激发的正常态下），这种能带称为空带。空带中一旦存在电子就具有导电性质，所以空带也称导带。4.在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道5.泡利不相容原理：指在原子中不能容纳运动状态完全相同的电子。6.不违反泡利原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样

2、的状态是原子的基态。7.带宽：能带的最高和最低之间的能量差值。其数值和几何构型有着密切的关系。8.Caste和Dmol只能绘制散点图和线形图，并且很不美观。后续通常需要origin进行处理。二.费米能级1.费米能级（fermilevel）是绝对零度下的最高能级。2.在Castep中费米能级的默认值是0。这给我们带来了很大的方便。（在计算能带宽度时）。3.费米能级同时是能带中重要的观察位置。三.能带1.由于晶体中各原子间的相互影响，原来各原子中能量相近的能级将分裂成一系列和原能级接近的新能级。这些新能级基本上连成一片，形成能带2.只有周期性

3、结构存在能带，非周期性结构不存在能带。四.性质1.能带是能量关于d(k)的函数2.横坐标是布里渊区上的高对称性点（其距离受到smearing的影响）3.在计算过程中只能简单的调节G点4.有多少条线就有多少个轨道，就有多少条能带。5.能带的底部主要是成键，中部为非键，上部为反键。6.通过导带与Fermin导带的交点可以判断是否是是导体。7.分析过程中主要分析靠近Fermin能级的能带，远离Fermin能级的能带无多大意义8.能带越宽，成键作用越强烈。9.能带的排列是按能量高地排列的。10。可以看出一些较为特殊的能带（sp,d）五.态密度1.

4、DOS:dE=E与dE=E+dE之间的能带数目2.意义：从倒格失空间返回到实空间3.分为总体DOS和分波DOS（PDOS）六.DOS的性质1.DOS的曲线形状可以预测能带结构2.可以获得价带、导带的位置3.DOS的曲线形状可以计算能级数目4.DOS可以广泛用来计算吸附5.DOS的峰越尖锐，能带越平，能带越宽，峰越平6.从DOS图也可分析能隙特性。若费米能级处于DOS值为零的区间中，说明该体系是半导体或绝缘体；若有分波DOS跨过费米能级，则该体系是金属7.可以获得不同轨道对于总DOS的贡献（其方法类似于核磁共振）8.可以成键进行分析七.识图

5、原则1.能带和DOS一一对应，并相互印证2.能带是分子轨道按能量大小排列3.应结合PDOS进行分析步骤1.先画出分子轨道那能量高低的分布图2.沿PDOS的峰做横轴的的平行线，看与能带的交点。相交的就是参与贡献的8.磁性计算对于磁性计算1.在处理能带时应特别注意费米能级附近的能带。2.对于自旋态密度同样可以通过积分获得其对整个自旋的贡献。