AkaiKKRでルチル構造SnO2 その1

AkaiKKR(machikaneyama)を用いてルチル構造のSnO2のバンド構造を計算しました。

001_20160710125630051.png
Fig.1: ルチル構造SnO2のバンド構造



ルチル構造半導体


Fig.2に示したのがルチル型の結晶構造です。

002_20160710125630226.jpg
Fig.2: ルチル型結晶構造


今回は、ルチル構造のSnO2の状態密度とバンド構造を計算します。
ルチル構造は比較的格子間領域の広い結晶構造なので、マフィンティン半径の比や追加のempty sphereなど考えるべきものは色々あるかと思いますが、今回は単純に下記のような入力ファイルを用いることにします。

c------------------------------------------------------------
go data/SnO2
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
st 8.95, 0.673, , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 2.1 sra vwn nmag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 4 200 0.023
c------------------------------------------------------------
c ntyp
2
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
Sn 1 1 0.0 2
50 100
O 1 1 0.0 2
8 100
c------------------------------------------------------------
c natm
6
c------------------------------------------------------------
c atmicx atmtyp
0.0a 0.0b 0.0c Sn
1/2a 1/2b 1/2c Sn
0.307a 0.307b 0.0c O
0.693a 0.693b 0.0c O
0.193a 0.807b 1/2c O
0.807a 0.193b 1/2c O
c------------------------------------------------------------


ポスト処理として、状態密度とバンド構造の計算も行いました。ブロッホスペクトル関数の計算(spc計算)では、AkaiKKRのspc計算の入出力フォーマットの通りに22 May 2015のバージョンと同じ入出力フォーマットにしました。k点の座標は、AkaiKKRでSrTiO3ペロフスカイトのScilabスクリプトを利用しました。

結果


Fig.3に示したのがSnO2の状態密度の計算結果です。

003_20160710125629bb2.png
Fig.3: SnO2の状態密度


今回の計算では ewidth を上手に選ぶ必要がありました(参考: AkaiKKRのewidth その1)。今回の例では、-1.8 Ry 付近にあるコアの状態も ewidth の範囲に含むことで収束させました。

Fig.4に示したのがSnO2のバンド構造です。

004_201607101256294af.png
Fig.4: SnO2のバンド構造


これだと価電子帯や伝導帯の構造が分かりにくいので、さらに ewidth を小さくして計算した結果が、冒頭のFig.1です。
この結果はSvane and Antoncik (1987)による計算結果と調和的です。

関連エントリ




参考URL




付録


このエントリで使用したファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。(参考:ねがてぃぶろぐの付録)


参考文献/使用機器




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