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实空间与倒空间

2024-6-12 14:22| 发布者: admin| 查看: 722| 评论: 0|来自: 邱新龙版《第一性原理基本概念》

摘要: 倒易空间并不是客观实在的物理空间,而只是对一个物理空间的一种数学变换表达晶体点阵及其倒易点阵之间存在一个傅立叶变换关系在晶体结构分析中,通常我们把晶体内部结构称为正空间,也叫实空间而晶体对X射线的衍射 ...
倒易空间并不是客观实在的物理空间,而只是对一个物理空间的一种数学变换表达
晶体点阵及其倒易点阵之间存在一个傅立叶变换关系
在晶体结构分析中,通常我们把晶体内部结构称为正空间,也叫实空间
而晶体对X射线的衍射被称为倒易空间,也叫倒空间
为什么需要在倒空间中进行计算能带等电子相关性质

在倒空间中,使用密集的格点对能带进行离散采样
这样的离散性质更便于计算和分析能带结构
而在实空间中的计算则需要对波函数在整个晶体中进行连续采样,计算量较大

这个也是为啥进行DFT计算时需要在实空间与倒空间中切换


需要了解K点的设置,我们就需要了解什么是波矢,因为k就是波矢

首先需要了解倒晶格与晶体衍射



倒晶格与三维晶格的关系

我们定义素晶胞的基矢(a1 a2 a3)可以用下列公式决定倒晶格的晶胞基矢(b1 b2 b3)

三维倒晶格中的晶胞体积ΩG

和正晶格的晶胞体积Ω有以下关系

实空间中的晶格越大,得到的倒格子越小随之相反

倒格子中的一个基矢对应于正格子中的一族晶面,

也就是说,晶格中的一族晶面可以转化为倒格子中的一个点

这在处理晶格的问题上有很大的意义

例如,晶体的衍射是由于某种波和晶格互相作用,与一族晶面发生干涉的结果

并在照片上得出一点,所以,利用倒格子来描述晶格衍射的问题是极为直观和简便的




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