[发明专利]一种二维材料离化能的计算方法

权利要求书

1.一种二维材料离化能的计算方法，其特征在于：具体包含如下步骤；

步骤1，在Jellium近似法中，带电量为q的缺陷w形成能ΔH_f(q，w)的表达式为：

其中，E_tot(q，w)是包含缺陷晶胞的总能量，E_tot(host)是与之相同但不包含缺陷的晶胞能量，n_i是缺陷形成过程中交换的原子数量，μ_i是第i个原子的化学势，且化学势是体现不同实验条件对形成能影响的物理量，ε_F是相对于价带顶能量ε_VBM的费米能量；

步骤2，由步骤1可得，缺陷在不同带电状态下具有相同形成能时所确定的费米能级称为过渡能级，可表示为，

ε(q/q′)+ε_VBM＝[ΔE_tot(q，w)-ΔE_tot(q′，w)]/(q′-q)

其中，ΔE_tot(q，w)＝E_tot(q，w)-E_tot(host)，q和q′是同一种缺陷的两种带电状态，可分别推导出施主型缺陷和受主型缺陷过渡能级的表达式，具体如下：

施主型缺陷：ε(0/+1)＝E_g-[(E_tot(q＝0，w)-E_tot(q＝+1，w))-ε_VBM]

受主型缺陷：ε(-1/0)＝[E_tot(q＝-1，w)-E_tot(q＝0，w)]-ε_VBM

将施主型缺陷和受主型缺陷的表达式记为IE(L_x，L_y，L_z)，具体如下：

其中，L_z为晶胞真空方向长度，IE₀为离化能，α₁、α₂为马德隆常数，表示为带电平板与Jellium背景电荷间的库仑作用，其中，β是关于电荷与介电常数的物理量；

将此式改进为：

步骤3，根据完成离化能计算。

2.根据权利要求1所述的一种二维材料离化能的计算方法，其特征在于：所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1，固定L_x0、L_y0，改变L_z，通过第一性原理计算出IE(L_x0，L_y0，L_z)，对L_z与IE(L_x0，L_y0，L_z)进行线性拟合，得出截距IE(L_x0，L_y0，0)；

步骤3.2，固定L_x1、L_y1，改变L_z，计算出IE(L_x1，L_y1，L_z)，对L_z与IE(L_x1，L_y1，L_z)进行线性拟合，得出截距IE(L_x1，L_y1，0)；

步骤3.3，固定L_x2、L_y2，改变L_z，计算出IE(L_x2，L_y2，L_z)，对L_z与IE(L_x2，L_y2，L_z2)进行线性拟合，得出截距IE(L_x2，L_y2，0)；

步骤3.4，根据需求可继续重复上述方法得到多组IE(L_x，L_y，0)；

步骤3.5，将不同的截距值代入公式中，即可列式求得IE₀。