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本例子演示,计算一个包含 95 个原子且带有一个 C 空位的 4H-SiC 超胞的声子谱,并将它近似反折叠到原胞(8 原子)的声子谱中。 每一步用到的文件已经在当前目录中给出。简单起见,我们将仅仅计算 Gamma-M 线上的声子谱。
第一步:建立模型
我们首先准备一个 4H-SiC 原胞的模型,并将它弛豫:
1.0
3.0799000263 0.0000000000 0.0000000000
-1.5399500132 2.6672716639 0.0000000000
0.0000000000 0.0000000000 10.0822000504
Si C
4 4
Direct
0.333333343 0.666666687 0.250000000
0.666666627 0.333333313 0.750000000
0.000000000 0.000000000 0.000000000
0.000000000 0.000000000 0.500000000
0.333333343 0.666666687 0.435380012
0.666666627 0.333333313 0.935379982
0.000000000 0.000000000 0.189610004
0.000000000 0.000000000 0.689610004
再准备一个含有 C 空位的 4H-SiC 超胞的模型。 注意到超胞模型中已经被提前扣掉了一个 C 原子。
记下弛豫后的晶胞尺寸,稍后会用到。
TODO: 有必要弛豫原胞吗?
PrimitiveCell:
- [ 3.0799, 0, 0 ]
- [ -1.53995, 2.66727, 0 ]
- [ 0, 0, 10.0822 ]
SuperCell:
- [ 9.2397, 0, 0 ]
- [ -4.61985, 8.00181, 0 ]
- [ 0, 0, 10.0822 ]
第二步:计算超胞中的 Q 点坐标
为了得到原胞中 Gamma-M 线上的声子模式,我们需要计算超胞中哪些 Q 点处的模式? 这个问题不仅看上去似乎有些难以回答,而且实际上人手算起来也一点不简单。 因此我写了功能来处理这个问题:
SuperCellMultiplier: [ 3, 4, 1 ]
SuperCellDeformation:
- [ 1, 0, 0 ]
- [ 0.66666, 1, 0 ]
- [ 0, 0, 1 ]
Qpoints:
- [0, 0, 0]
- [0.05, 0, 0]
- [0.1, 0, 0]
- [0.15, 0, 0]
- [0.2, 0, 0]
- [0.25, 0, 0]
- [0.3, 0, 0]
- [0.35, 0, 0]
- [0.4, 0, 0]
- [0.45, 0, 0]
- [0.5, 0, 0]
OutputFile:
Filename: fold-output.yaml
Format: yaml
得到:
Qpoints:
- [ 0.00000000, 0.00000000, 0.00000000 ]
- [ 0.15000000, 0.09999999, 0.00000000 ]
- [ 0.30000000, 0.19999998, 0.00000000 ]
- [ 0.45000000, 0.29999997, 0.00000000 ]
- [ 0.60000000, 0.39999996, 0.00000000 ]
- [ 0.75000000, 0.49999995, 0.00000000 ]
- [ 0.90000000, 0.59999994, 0.00000000 ]
- [ 0.05000000, 0.69999993, 0.00000000 ]
- [ 0.20000000, 0.79999992, 0.00000000 ]
- [ 0.35000000, 0.89999991, 0.00000000 ]
- [ 0.50000000, 0.99999990, 0.00000000 ]
大致在草稿纸上画个图,可以确认这个结果是合理的。