1. 引入本文旨在展示如何借助VASP軟件，通過雜化泛函HSE+U方法對氧化鋅(ZnO)的能帶結(jié)構(gòu)進行計算，旨在提高帶隙預(yù)測的準確性。2. 自洽方法比較起初，我們使用平面波自洽方法(SCF)對ZnO能帶進行計算，得出帶隙約為2.7 eV，這與實驗測定的3.37 eV存在顯著差異。3. HSE+U方法的引入為了提升計算的精確度，我們采納了HSE+U雜化泛函方法。此方法結(jié)合了HSE泛函和U參數(shù)，用于更準確地描述材料的電子結(jié)構(gòu)。4. 計算流程雜化泛函HSE+U的計算流程分為三步：- 結(jié)構(gòu)優(yōu)化：設(shè)定離子步數(shù)(NSW)并進行ISIF設(shè)置以優(yōu)化結(jié)構(gòu)，隨后得到優(yōu)化后的CONTCAR文件。- 靜態(tài)自洽計算：利用優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進行自洽計算，產(chǎn)生用于能帶計算的WAVECAR文件。- HSE+U計算：復(fù)制WAVECAR文件至指定文件夾，設(shè)置INCAR中的相關(guān)參數(shù)，執(zhí)行計算以獲得詳細的能帶結(jié)構(gòu)。5. K路徑生成與調(diào)整在HSE+U計算之前，使用vaspkit軟件生成K路徑。生成K路徑后，根據(jù)計算需求調(diào)整KPOINTS文件，確保在高對稱點上獲得精確的能帶數(shù)據(jù)。6. 結(jié)果解析計算完成后，vaspkit軟件將解析結(jié)果，生成包含能帶數(shù)據(jù)的Band.dat文件。借助該文件，我們可以直觀地繪制ZnO的能帶結(jié)構(gòu)圖。7. 結(jié)果驗證通過HSE+U計算，我們得到ZnO的帶隙為3.33 eV，這與實驗值極為接近，從而驗證了HSE+U方法在能帶計算中的有效性。8. 方法意義此類方法的引入對于提高能帶計算的準確度至關(guān)重要，特別是在半導(dǎo)體材料的研究領(lǐng)域。