材料缺陷的先进计算 电子结构方法PDF电子书下载

第1章 固体缺陷与杂质电子结构方法的研究进展 1

1.1 引言 1

1.2 形式和计算方法 3

1.3 有关DFT-LDA/GGA带隙的问题和相关的解决方案 5

1.4 总结 11

致谢 11

参考文献 12

第2章 量子蒙特卡罗方法对于固体点缺陷计算的准确性 14

2.1 引言 14

2.2 量子蒙特卡罗法 15

2.3 以往DMC缺陷计算回顾 19

2.4 结果 20

2.5 结论 23

致谢 23

参考文献 23

第3章 多体微扰理论下界面和缺陷的电子性质：近期的发展和应用 26

3.1 引言 26

3.2 多体微扰理论 27

3.3 GW的实际执行以及最近的发展 29

3.4 对界面能带偏移的准粒子修正 38

3.5 缺陷QP修正 42

3.6 结论和前景 45

致谢 45

参考文献 45

第4章 最优极化基下GW计算的加速 49

4.1 引言 49

4.2 GW近似 50

4.3 方法：最佳极化基 52

4.4 实施和验证 55

4.5 实例：a-Si3N4中的点缺陷 58

4.6 结论 62

致谢 62

参考文献 62

第5章 屏蔽交换密度泛函下半导体能带结构和缺陷的计算 64

5.1 引言 64

5.2 屏蔽杂化函数 65

5.3 体能带结构和缺陷 66

5.4 总结 77

致谢 77

参考文献 77

第6章 固体的HSE屏蔽杂化 80

6.1 密度泛函理论基础和简介 80

6.2 带隙 82

6.3 屏蔽杂化 84

6.4 应用 85

6.5 结论 88

致谢 89

参考文献 89

第7章 杂化密度泛函理论下的缺陷能级：理论和应用 92

7.1 引言 92

7.2 计算工具箱 93

7.3 杂化泛函计算的一般结果 97

7.4 杂化泛函的经验调整参数 103

7.5 典型实例研究 107

7.6 结论 109

致谢 110

参考文献 111

第8章 准确的带隙能级以及对其他缺陷性能计算可靠性的影响 114

8.1 引言 114

8.2 KS能级的经验修正方案 116

8.3 带隙能级的位置在各种缺陷构型的相对能中的作用 118

8.4 基于矫正带隙能级位置的总能量修正 119

8.5 准确带隙能级和总能量差的屏蔽杂化泛函计算 121

8.6 总结 124

致谢 125

参考文献 125

第9章 ZnO、SnO2和 TiO2中缺陷的LDA＋U和杂化泛函计算 127

9.1 引言 127

9.2 方法 128

9.3总结 133

致谢 133

参考文献 134

第10章 关于点缺陷计算中带隙修正的LDA＋U方法的客观评价：以ZnO中的氧空位为例 135

10.1 引言 135

10.2 LDA＋U的基本要素 135

10.3 LDA＋U与GW的能带结构比较 138

10.4 改进的LDA＋U模型 139

10.5 有限尺寸的修正 141

10.6 排序问题 142

10.7 新LDA＋U模型结果 143

10.8 与其他结果的比较 144

10.9 实验结果的讨论 146

10.10 结论 147

致谢 147

参考文献 147

第11章 运用广义Koopmans定理的密度泛函计算预测极化子缺陷态 149

11.1 引言 149

11.2 广义Koopmans条件 151

11.3 用参数化原位泛函校正Koopmans条件 153

11.4 在杂化泛函中的Koopmans行为：ZnO中的氮受体 155

11.5 局域与离域之间的平衡 157

11.6 结论 160

致谢 160

参考文献 160

第12章 密度泛函理论下和其他方法SiO2的计算 163

12.1 引言 163

12.2 带隙问题 164

12.3 哪个带隙？ 166

12.4 深缺陷态 168

12.5 结论 169

参考文献 170

第13章 克服宽带半导体中双极掺杂困难 171

13.1 引言 171

13.2 计算方法 172

13.3 缺陷能级的对称和占据 174

13.4 掺杂困难和掺杂限制规则的起因 175

13.5 克服掺杂限制的方法 177

13.6 总结 190

致谢 190

参考文献 191

第14章 超晶胞中带电缺陷间的静电相互作用 193

14.1 引言 193

14.2 真实材料中的静电作用 195

14.3 实例 200

14.4 结论 204

致谢 204

附录A DFT中静电体的能量分解 204

附录B 超晶胞计算中的校准问题 205

参考文献 207

第15章 有限温度下点缺陷的形成能量 208

15.1 引言 208

15.2 方法论 209

15.3 结果：空位性质的电子、准谐和非谐的激发 222

15.4 结论 225

参考文献 225

第16章 具有紧束缚速度的精确Kohn-Sham DFT：材料模拟当前技术和未来方向 227

16.1 引言 227

16.2 AIMPRO Kohn-Sham内核：研究方法及其实现 227

16.3 泛函 231

16.4 局域化约束下的筛选对角化 232

16.5 未来的研究方向与展望 237

16.6 结论 240

致谢 241

参考文献 241

第17章 半导体中浅层缺陷超精细相互作用的从头格林函数计算 243

17.1 引言 243

17.2 从DFT到超精细相互作用 244

17.3 模拟缺陷结构 247

17.4 浅层缺陷：有效质量近似（EMA）和超越 254

17.5 在高应变硅中的磷供体 261

17.6 含磷SiC的n型掺杂 264

17.7 结论 267

致谢 267

参考文献 267

第18章 半导体中点缺陷激发态光谱的含时密度泛函理论研究 271

18.1 引言 271

18.2 方法 274

18.3 结果与讨论 278

18.4 总结 283

致谢 283

参考文献 283

第19章 选用何种电子结构研究缺陷问题：评注 286

19.1 引言：历史观点 286

19.2 研讨会主题 289

19.3 结论 298

致谢 300

参考文献 300