能帶結(jié)構(gòu)的第一性原理計(jì)算實(shí)驗(yàn)報(bào)告(硅、銅)

1、硅晶體能帶結(jié)構(gòu)的第一性原理計(jì)算班級(jí)：材料科學(xué)與工程3班學(xué)號(hào)：3015208064姓名：黃慧明一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)際操作初步的了解和掌握MaterialsStudio，基本掌握CASTEP模塊的操作步驟。通過學(xué)習(xí)MaterialsStudio軟件，能夠獨(dú)立的進(jìn)行簡單的固體結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)造和相關(guān)電子結(jié)構(gòu)的計(jì)算和分析。加深對(duì)課堂知識(shí)的直觀認(rèn)識(shí)，包括能帶結(jié)構(gòu)和相關(guān)的基本概念等。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理第一性原理的理論計(jì)算的主要理論基礎(chǔ)是

2、量子力學(xué)的基本方程和相對(duì)論效應(yīng)，在第一性原理發(fā)展過程中，相繼提出變分原理、泡利不相容原理、密度泛函理論等。其基本思路就是它的基本思想，是將多原子構(gòu)成的實(shí)際體系理解為由電子和原子構(gòu)成的多粒子系統(tǒng)，運(yùn)用量子力學(xué)等基本物理原理最大限度的對(duì)問題進(jìn)行“非經(jīng)驗(yàn)”處理。在第一性原理的計(jì)算過程中運(yùn)用了三個(gè)近似：非相對(duì)論近似(忽略了電子運(yùn)動(dòng)的相對(duì)論效應(yīng))；BnOppenheimer近似，核固定近似；單電子近似。密度泛函理論的主要目標(biāo)就是用電子密度取代波函

3、數(shù)做為研究的基本量。用電子密度更方便處理。在密度泛函理論（DFT）中，單電子運(yùn)動(dòng)的薛定諤方程按原子單位可表示為)()()()](2[22rkrrVmkk??????????????這里，電荷密度用單電子波函數(shù)表示??rkrrn????2)()(?單電子有效勢(shì)為)][(′|′rr|′)rρ()(ρ93KS][rVrdrvVxc??????????三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容運(yùn)用MaterialsStudio軟件，采用其中的第一性原理計(jì)算軟件（