H掺杂Ga2O3的缺陷计算（准备计算PREPARE02）

DASP (Defect and Dopant ab-initio Simulation Package)是一款半导体缺陷和杂质性质的第一性原理计算模拟软件包，该软件包能针对输入的半导体晶体结构，基于材料基因组数据库和第一性原理软件包，自动计算并输出半导体的热力学稳定性，缺陷和杂质形成能及离化能级，半导体样品中缺陷、杂质和载流子浓度及费米能级，关键缺陷和杂质诱导的光致发光谱、载流子辐射和非辐射俘获截面及少子寿命。

针对任一半导体，DASP软件可以计算给出如下性质：热力学稳定性、元素化学势空间的稳定范围、缺陷（含杂质，下同）形成能、缺陷转变能级、各生长条件下的费米能级、载流子和缺陷浓度、缺陷的光致发光谱、缺陷对载流子的俘获截面、辐射和非辐射复合速率等。

本期将给大家介绍DASP HfO2的本征缺陷计算 5.3.1.2-5.3.1.3 的内容。

5.3.1.2. 使用DASP产生必要输入文件

新建目录doping-Ga2O3，在./doping-Ga2O3/目录内同时准备好以上的 POSCAR 文件与 dasp.in 文件，执行 dasp 1 ，即可启动PREPARE模块，此后无需额外操作。DASP会输出 1prepare.out 文件记录程序的运行日志。

5.3.1.3. PREPARE模块运行流程

产生超胞：

首先程序将根据min_atom=200和max_atom=250的参数，自动寻找最优的扩胞方案（即尽量使a=b=c且a⊥b⊥c），并给出超胞的POSCAR文件。以下为Ga2O3结构的超胞 POSCAR_nearlycube ：

将其拖入晶体可视化软件，如图所示。

DASP产生的Ga2O3超胞的晶体结构。

马德隆常数计算：

随后程序将根据产生的超胞文件，执行马德隆常数的计算，用来描述点电荷与均匀背景电荷的库伦相互作用。（用于Lany-Zunger修正）

以上两步计算完成，可观察 1prepare.out 的输出如下：

HSE交换参数计算：

程序将根据产生的超胞文件，先做AEXX=0.25和AEXX=0.3的HSE静态计算，从而根据斜率确定匹配 Eg_real = 4.9 的AEXX值，若AEXX=0.25或AEXX=0.3时带隙值与设置参数一致，则不会进行后续AEXX计算。因此，待计算完成后，可见doping-Ga2O3/dec/AEXX/目录内如下：

这表明当AEXX = 0.33（保留两位小数）时，Ga2O3超胞的带隙值为4.9 eV，将参数写入INCAR。同时从 1prepare.out 可以看到如下日志：

host超胞原子位置的优化：

PREPARE模块最后一步将根据level=2（即PBE优化）优化超胞内所有的原子位置，并在dec目录下产生最终的结构文件 POSCAR_final 。优化计算可见doping-Ga2O3/dec/relax目录。同时也可以在 1prepare.out 可以DASP运行结束的标志，并告诉我们下一步需要做TSC模块的计算。

 

审核编辑 ：李倩