スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。


ecaljで半金属α-スズ

ダイヤモンド構造を持つα-スズ(灰色スズ)は、バンドギャップがほとんどない半金属であることが知られています。今回は、ecaljを用いてα-スズの計算し、LDA計算でもGW近似計算でも半金属的なバンド構造を持つことを確認しました。

aSnLDAdos.png

Fig.1: ダイヤモンド構造スズ(α-スズ, 灰色スズ)の状態密度の計算結果。



ダイヤモンド構造のα-スズ


私たちがスズと聞いて、日常的に思い浮かべるのは、β-スズと呼ばれる正方晶の結晶で、金属です。ここで周期表を眺めてみると、スズは14族に属する元素です。14族元素を上から順に見てみると、炭素・シリコン・ゲルマニウムといずれもダイヤモンド構造をとる半導体です(炭素の最安定構造はグラファイトですが)。スズもまた、13℃以下の温度では、ダイヤモンド構造をとり、α-スズ(灰色スズ)と呼ばれ、通常のβ-スズ(白色スズ)と区別されます。

Sn-Alpha-Beta-small.jpg

Fig.2: 左は金属のβ-スズ(白色スズ)で右はダイヤモンド構造のα-スズ(灰色スズ)。Wikipediaのスズのページより


今回はecaljを利用してダイヤモンド構造のα-スズのバンド構造を計算します。
なおWikipediaのスズのページにはバンドギャップが約0.1 eVの半導体[要出典]と書かれています。

計算手順


ecaljのMATERIALSディレクトリで ./job_materials.pySn--noexec オプションをつけて実行すると関連するファイル群が作成されます。
./job_materials.py Sn --noexec

その中から結晶構造ファイル ctrls.sn だけコピーして、後はいつもどおり計算します。

計算結果


LDA計算とワンショットのQSGW計算を行いました。

aSnLDA.png
aSnQSGW.png

Fig.3-4: ダイヤモンド構造のスズ(α-スズ, 灰色スズ)のバンド構造の計算結果(LDAとQSGW)


LDAもGW近似も状態密度を見るとフェルミ準位に状態の谷がありますが、金属なのか半導体なのかの判断は微妙です。バンド図を見るとLDAの方はわずかながらフェルミ準位でバンドの重なりがあります。GW近似の結果は、微妙です。

ecaljでAg2Oの状態密度のときは、LDA計算ではバンドギャップがまったくなかったものが、QSGW計算にするとギャップが開くという結果が得られました。これに対して今回のα-スズの計算ではQSGW計算でもほとんど(あるいはまったく)バンドギャップが見られませんでした。このことは現実のα-スズでもバンドギャップがほとんど(あるいはまったく)ない半金属的な電子構造を持つということと調和的です。

関連エントリ




参考URL




参考文献/使用機器





フィードバック



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ

 ↑ 電子工作ブログランキング参加中です。1クリックお願いします。


コメント・トラックバックも歓迎です。 ↓      


 ↓ この記事が面白かった方は「拍手」をお願いします。


tag: ecalj QSGW 半金属 

comment

Secret

FC2カウンター
カテゴリ
ユーザータグ

LTspiceAkaiKKRScilabmachikaneyamaKKRPSoCCPAOPアンプPIC強磁性モンテカルロ解析常微分方程式トランジスタodeインターフェース状態密度DOSecalj定電流PDS5022スイッチング回路半導体シェルスクリプト乱数レベルシフトHP6632A温度解析ブレッドボードI2CR6452A分散関係トランジスタ技術可変抵抗確率論数値積分反強磁性セミナー非線形方程式ソルバ絶縁バンドギャップ熱設計偏微分方程式バンド構造GW近似カオス三端子レギュレータLEDフォトカプラシュミットトリガISO-I2CA/DコンバータLM358USBカレントミラーTL431マフィンティン半径PC817C数値微分アナログスイッチ発振回路サーボ直流動作点解析74HC40532ちゃんねる標準ロジックチョッパアンプLDAアセンブラFFTbzqltyイジング模型ブラべ格子開発環境補間量子力学電子負荷BSchパラメトリック解析単振り子基本並進ベクトル熱伝導繰り返しGGAMaximaTLP621ewidthSMP相対論抵抗位相図ランダムウォークスピン軌道相互作用六方最密充填構造不規則合金FETコバルト失敗談QSGWcygwinスレーターポーリング曲線スイッチト・キャパシタラプラス方程式gfortranキュリー温度状態方程式条件分岐格子比熱TLP552LM555TLP521三角波NE555過渡解析FXA-7020ZRWriter509テスタ詰め回路MCUマントルダイヤモンドQNAPデータロガーガイガー管自動計測UPS井戸型ポテンシャルawk第一原理計算仮想結晶近似ブラウン運動差し込みグラフ平均場近似fsolve起電力熱力学OpenMPスーパーセル固有値問題最適化最小値VCAシュレディンガー方程式VESTAubuntu最大値面心立方構造PGAOPA2277L10構造非線型方程式ソルバ2SC1815fccフェルミ面等高線ジバニャン方程式ヒストグラム確率論マテリアルデザイン正規分布結晶磁気異方性interp1フィルタ初期値ウィグナーザイツ胞c/aルチル構造岩塩構造スワップ領域リジッドバンド模型edeltBaOウルツ鉱構造重積分SIC二相共存ZnOquantumESPRESSOCapSensegnuplotmultiplot全エネルギー固定スピンモーメントFSM合金ノコギリ波フォノンデバイ模型ハーフメタル半金属TeXifortTS-110不規則局所モーメントTS-112等価回路モデルパラメータ・モデルヒストグラムExcel円周率GimpトラックボールPC直流解析入出力文字列マンデルブロ集合キーボードフラクタル化学反応三次元Realforce縮退日本語最小二乗法関数フィッティング疎行列シンボル線種ナイキスト線図陰解法負帰還安定性熱拡散方程式EAGLECrank-Nicolson法連立一次方程式P-10クーロン散乱Ubuntu境界条件MBEHiLAPW軸ラベルトランスCK1026MAS830L凡例PIC16F785LMC662AACircuit両対数グラフ片対数グラフグラフの分割specx.f

最新コメント
リンク

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。