[發(fā)明專利]一種二維材料離化能的計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910610029.4
• 申請(qǐng)日: 2019-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN110633488A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷雙瑛;郭斯佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06F17/10
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 朱小兵

1.一種二維材料離化能的計(jì)算方法，其特征在于：具體包含如下步驟；

步驟1，在Jellium近似法中，帶電量為q的缺陷w形成能ΔH_f(q，w)的表達(dá)式為：

其中，E_tot(q，w)是包含缺陷晶胞的總能量，E_tot(host)是與之相同但不包含缺陷的晶胞能量，n_i是缺陷形成過(guò)程中交換的原子數(shù)量，μ_i是第i個(gè)原子的化學(xué)勢(shì)，且化學(xué)勢(shì)是體現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)形成能影響的物理量，ε_F是相對(duì)于價(jià)帶頂能量ε_VBM的費(fèi)米能量；

步驟2，由步驟1可得，缺陷在不同帶電狀態(tài)下具有相同形成能時(shí)所確定的費(fèi)米能級(jí)稱為過(guò)渡能級(jí)，可表示為，

ε(q/q′)+ε_VBM＝[ΔE_tot(q，w)-ΔE_tot(q′，w)]/(q′-q)

其中，ΔE_tot(q，w)＝E_tot(q，w)-E_tot(host)，q和q′是同一種缺陷的兩種帶電狀態(tài)，可分別推導(dǎo)出施主型缺陷和受主型缺陷過(guò)渡能級(jí)的表達(dá)式，具體如下：

施主型缺陷：ε(0/+1)＝E_g-[(E_tot(q＝0，w)-E_tot(q＝+1，w))-ε_VBM]

受主型缺陷：ε(-1/0)＝[E_tot(q＝-1，w)-E_tot(q＝0，w)]-ε_VBM

將施主型缺陷和受主型缺陷的表達(dá)式記為IE(L_x，L_y，L_z)，具體如下：

其中，L_z為晶胞真空方向長(zhǎng)度，IE₀為離化能，α₁、α₂為馬德隆常數(shù)，表示為帶電平板與Jellium背景電荷間的庫(kù)侖作用，其中，β是關(guān)于電荷與介電常數(shù)的物理量；

將此式改進(jìn)為：

步驟3，根據(jù)完成離化能計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維材料離化能的計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟3具體包括以下步驟：

步驟3.1，固定L_x0、L_y0，改變L_z，通過(guò)第一性原理計(jì)算出IE(L_x0，L_y0，L_z)，對(duì)L_z與IE(L_x0，L_y0，L_z)進(jìn)行線性擬合，得出截距IE(L_x0，L_y0，0)；

步驟3.2，固定L_x1、L_y1，改變L_z，計(jì)算出IE(L_x1，L_y1，L_z)，對(duì)L_z與IE(L_x1，L_y1，L_z)進(jìn)行線性擬合，得出截距IE(L_x1，L_y1，0)；

步驟3.3，固定L_x2、L_y2，改變L_z，計(jì)算出IE(L_x2，L_y2，L_z)，對(duì)L_z與IE(L_x2，L_y2，L_z2)進(jìn)行線性擬合，得出截距IE(L_x2，L_y2，0)；

步驟3.4，根據(jù)需求可繼續(xù)重復(fù)上述方法得到多組IE(L_x，L_y，0)；

步驟3.5，將不同的截距值代入公式中，即可列式求得IE₀。