表面电子结构的计算方法及其系统技术方案

本申请涉及表面仿真技术，公开了一种表面电子结构的计算方法及其系统。在本申请中，所构建的开放式表面结构包括表面区和半无限的块体区，只涉及一个表面，与实验中的表面结构更为接近，并且排除了多余表面的影响，从而简化了计算方法、提高了计算精度；同时利用自能项来替代半无限的块体区与表面区内原子的相互作用，降低了计算成本，提高了计算效率。

The calculation method and system of surface electronic structure

This application involves the surface simulation technology, and discloses a method for calculating the surface electronic structure and its system. In this application, the open surface structure including surface area and semi infinite block area, involving only one surface, and the surface structure in the experiment are closer, and exclude the impact of excess surface, thus simplifying the calculation method, the calculation accuracy is improved at the same time using self interaction; can a substitute block area and surface area of atoms within a semi infinite, reduces the computational cost and improve computing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
表面电子结构的计算方法及其系统
本专利技术涉及表面仿真技术，特别涉及表面电子结构的计算方法及其系统。
技术介绍
材料表面问题研究一直是非常重要的课题，涉及的领域非常广泛，包括表面吸附、表面催化及表面腐蚀等。另外在半导体行业中，生长在衬底材料之上的器件与衬底材料之间的界面会对整个器件的电输运性能产生很大的影响。而微观电子结构影响着材料表面或界面的特性，因此研究分析材料表面或界面的微观电子结构信息非常重要。在原子尺度上，材料的电子结构信息主要是通过密度泛函理论(DFT)来仿真计算的。DFT方法是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法，有较高的计算精度和效率，在物理和化学上都有广泛的应用，特别是用来研究分子和凝聚态的性质，是凝聚态物理和计算化学领域最常用的方法之一。然而表面材料的研究方法与体材料的研究方法有很大不同，体材料的晶体结构在空间三个方向上均有对称性，它的电子结构信息可以通过建立原胞结构直接计算得到。但是表面材料由于有表面的存在，破坏了表面处原子原来的空间对称性，表面原子周围的势场环境会发生很大变化，从而造成材料表面性质与体材料性质相差很大，也导致计算材料表面的电子结构信息相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面电子结构的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：构建开放式表面结构，所述开放式表面结构包括表面区和半无限的块体区，所述表面区包括N层原子层和真空层，N为正整数；计算所述块体区的自能项，所述块体区的自能项表示所述块体区对所述表面区的作用；设置所述表面区的真空边界条件；根据所述块体区的自能项来计算所述表面区的哈密顿量；根据所述表面区的哈密顿量来计算表面电子结构的信息。

【技术特征摘要】
1.一种表面电子结构的计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：构建开放式表面结构，所述开放式表面结构包括表面区和半无限的块体区，所述表面区包括N层原子层和真空层，N为正整数；计算所述块体区的自能项，所述块体区的自能项表示所述块体区对所述表面区的作用；设置所述表面区的真空边界条件；根据所述块体区的自能项来计算所述表面区的哈密顿量；根据所述表面区的哈密顿量来计算表面电子结构的信息。2.根据权利要求1所述的表面电子结构的计算方法，其特征在于，在“构建开放式表面电子结构”的步骤中，对所述N进行设置，以使得包括N-1层原子层的表面区的静电势与包括N层原子层的表面区的静电势的差异大于第一阈值，并且使得包括N层原子层的表面区的静电势与包括N+1层原子层的表面区的静电势的差异小于所述第一阈值。3.根据权利要求2所述的表面电子结构的计算方法，其特征在于，所述表面电子结构为GaN(100)面的表面电子结构；在“构建开放式表面电子结构”的步骤中，设置N为12。4.根据权利要求1所述的表面电子结构的计算方法，其特征在于，在“设置所述表面区的真空边界条件”的步骤中，采用所述表面区的N层原子层材料的功函数来设置所述表面区的真空边界条件。5.根据权利要求1所述的表面电子结构的计算方法，其特征在于，在“根据所述块体区的自能项来计算所述表面区的哈密顿量”的步骤中，使用密度泛函理论方法根据Hs＝Ha+Σ来计算所述表面区的哈密顿量，其中Hs表示所述表面区的哈密顿量，Ha表示所述表面区的初始哈密顿量，Σ表示所述块体区的自能项。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，朱煜，郭鸿，
申请(专利权)人：鸿之微科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31