[發明專利]獲取合金材料原胞電子結構的方法及裝置

有效

• 申請號: 201910994665.1
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號: CN110990992B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張平;李淑靜;周梅
• 申請（專利權）人: 北京應用物理與計算數學研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F17/15;G06F17/18;G06F111/10
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 張楠楠

本發明是關于獲取合金材料原胞電子結構的方法及裝置。該方法包括：獲取所述合金材料的超胞的物理參數；根據所述超胞的物理參數，構建所述超胞的瓦尼爾函數；修改所述超胞的瓦尼爾函數，重組所述超胞的電子波函數；根據所述超胞的電子波函數，獲得所述超胞與原胞能帶結構之間的轉換權重參數，利用所述轉換權重參數，描述出所述原胞的電子結構。通過本發明的技術方案，可利用合金材料超胞的結構還原出其初始原胞真實、干凈的電子結構，從而便于全面、準確地把握合金材料電子結構特征，為材料的研究和調控提供理論參考，避免利用超胞結構直接做研究時由于電子結構的復雜而導致對所研究合金材料分析困難和理解偏差。

技術領域

本發明涉及物理學技術領域，尤其涉及獲取合金材料原胞電子結構的方法及裝置。

背景技術

目前，實驗上研究的合金材料通常都是具有一定大小的樣品，樣品的大小對應于合金材料的超晶胞結構，它往往是初始原胞大小的數十倍以上。雖然通過計算超胞得到的能帶結構可以與視角結果直接對比，但是它把材料的對稱性等特征隱藏了起來，相對于初始原胞，超胞的能帶交叉嚴重，能帶形狀也破壞，很難全面、準確、毫無遺漏地把握合金材料電子結構特征，因而如何利用合金材料的超胞結構準確把握合金材料的電子結構特征成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例提供了獲取合金材料原胞電子結構的方法及裝置。所述技術方案如下：

根據本發明實施例的第一方面，提供一種獲取合金材料原胞電子結構的方法，包括：

獲取所述合金材料的超胞的物理參數；

根據所述超胞的物理參數，構建所述超胞的瓦尼爾函數；

修改所述超胞的瓦尼爾函數，重組所述超胞的電子波函數；

根據所述超胞的電子波函數，獲得所述超胞與原胞能帶結構之間的轉換權重參數，利用所述轉換權重參數，描述出所述原胞的電子結構。

在一個實施例中，所述獲取所述合金材料的超胞的物理參數，包括：

獲取所述合金材料中所述超胞的TB模型參數、瓦尼爾中心位置和所述超胞的晶格參數。

在一個實施例中，所述方法還包括：

修改所述超胞的瓦尼爾函數，直至修改后的所述超胞的各原子軌道的瓦尼爾函數與所述超胞的權重能帶匹配。

在一個實施例中，所述根據所述超胞的電子波函數，獲得所述超胞與原胞之間的轉換權重參數，利用所述轉換權重參數，描述出所述原胞的電子結構，包括：

根據所述超胞的電子波函數，獲得所述超胞的電子結構；

根據所述超胞的電子結構，獲取所述超胞當前的k點與初始k點之間的距離、k點相應的能量以及最近鄰高對稱k點線間邊界；

根據所述超胞的所述當前的k點與所述初始k點之間的距離、k點相應的能量以及最近鄰高對稱k點線間邊界，構建相應原胞k點；

利用所述超胞的瓦尼爾函數，所述原胞的k點和晶格常數，計算所述超胞布里淵區中能帶在原胞的布里淵區中的轉換權重參數，獲得所述原胞的電子結構。

根據本發明實施例的第二方面，提供一種獲取合金材料原胞電子結構的裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取所述合金材料的超胞的物理參數；

構建模塊，用于根據所述超胞的物理參數，構建所述超胞的瓦尼爾函數；

第一處理模塊，用于修改所述超胞的瓦尼爾函數，重組所述超胞的電子波函數；

第二處理模塊，用于根據所述超胞的電子波函數，獲得所述超胞與原胞能帶結構之間的轉換權重參數，利用所述轉換權重參數，描述出所述原胞的電子結構。