固体物理作业赵旭东.docx
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固体物理作业赵旭东
固体物理castep软件应用
2014403
赵旭东
基于castep的ZnO模型分析计算
1ZnO建模,几何优化
新建一个新的工程文件起名为ZnO,在File文件夹下导入ZnO结构模型,此次导入的ZnO为钎锌矿结构;修改display方式,将模型改为球棍模型;查看晶格常数。
如图1所示。
图1导入ZnO结构模型,查看晶格常数
对ZnO模型进行几何优化。
点击
,在下拉菜单中选择calculation,在弹出的对话框下选择setup。
在相应的对话框中任务选择几何优化,品质选fine,功能选为GGa、PW91。
点击几何优化右侧的more,在弹出的对话框中将optimizecell选上。
设置好后对ZnO进行几何优化,优化进行过程中的截图如图2所示,优化结束成功如图3所示,优化结束后查看晶格常数如图4所示。
图2ZnO几何优化进行中
图3ZnO几何优化成功
图4几何优化后查看晶格常数
2ZnO能带结构、总态密度、分波态密度和吸收系数分析
选中.xsd文件,再次打开casteptool窗口,任务选择能量分析,setup下的其它选项不变。
在properties下选bandstructure、densityofstates和opticalproperties,注意在选择densityofstates时,在下面的选项中要选择calculatepdos,计算分波态密度。
点击run对ZnO优化后的模型结构进行能量计算。
结果如图5所示。
图5能量计算成功
选择casteptools下的analysis,弹出窗口后,选择bandstracture对能带结构进行分析。
能带结构图如图6所示,能带图与态密度图放在一个界面如图7所示。
图6能带结构图
图7能带图与态密度图
选analysis中的densityofstates选partial中的s、p、d、f。
分波态密度如图8所示。
图8分波态密度
在analysis下选opticalproperities,选择absorbtion对ZnO的光学吸收性质进行分析如图9、10所示。
图9吸收系数数据
图10吸收系数波形图
3加2Gpa流水静压力后的能带结构、总态密度、分波态密度和吸收系数分析
选中最新的.xsd文件,在setup下选择几何优化,在more中选择stress选项。
设置2Gpa的流水静压力如图11所示。
图11设置2Gpa的流水静压力
图12加2Gpa的流水静压力后计算进行中
图13加2Gpa的流水静压力后计算成功
图14加2Gpa的流水静压力后的能带图和态密度图
图15加2Gpa的流水静压力后的分波态密度
图16加2Gpa的流水静压力后的光学吸收系数数据
图17加2Gpa的流水静压力后的光学吸收系数波形图
4z轴加2Gpa的压力后的能带结构、总态密度、分波态密度和光学吸收系数分析
图18ZnO在z轴加2Gpa压力后计算成功
图19z轴加2Gpa后的能带图和总态密度图
图20z轴加2Gpa压力后的分波态密度图
图21z轴加2Gpa压力后的光学吸收系数数据
图22z轴加2Gpa的压力后的光学吸收系数波形图
5ZnO弹性常数计算
在castep的下拉菜单中选择calculation,在弹出的对话框中选setup。
在setup中的任务中选择elasticconstants,品质选择fine,功能选择GGa、PW91。
点击run对ZnO进行弹性常数的计算。
图23ZnO弹性常数计算成功
在analysis中选择elasticconstants,对ZnO进行弹性常数分析。
在分析结束后在左侧新生成一个叫做ZnOElasticConstants.txt的文件,打开这个文件可以看到弹性常数
和弹性柔量
,如图24所示。
图24查看ZnOElasticConstants.txt文件
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