鋸齒石墨烯能帶matlab計算程式

2021-08-25 11:58:42 字數 2571 閱讀 4408

這個程式是初步優化後的matlab版本,主要思路是先生成體系的格點座標,再運用座標生成體系的哈密頓量,然後進行對角化計算能帶,能帶的計算使用一維體系超原胞的處理方法。可以進一步優化

主程式

nx=3;  % 

ny=100; % 體系寬度(y方向的長度)

[x,y]=zigzag_graphene(nx,ny);

%plot(x,y,'.','markersize',20)

t1=-2.7;

t2=0.0038/3/sqrt(3);

h=hamiltonian_nn_graphene(x,y,t1);

hsp=hamiltonian_haldane(x,y,sqrt(3),t2);

h=h+hsp;

n=length(h);

hdl=h(n/3+1:n*2/3,1:n/3);

hd=h(n/3+1:n*2/3,n/3+1:n*2/3);

hdr=h(n/3+1:n*2/3,n*2/3+1:n);

n = length(hd);

dk = 0.01;

kx=0:dk:2*pi; % k空間路徑

ek=band_calculate(kx,hd,hdl,hdr);

plot(kx,ek,'.')

set(gca,'ylim',[-0.5 0.5]);%x軸的資料顯示範圍

座標生成函式

function [x,y]=zigzag_graphene(nx,ny)

x1=zeros(4,1);

y1=zeros(4,1);

x1(1,1)=sqrt(3)/2;

x1(2,1)=0;

x1(3,1)=0;

x1(4,1)=sqrt(3)/2;

y1(1,1)=0;

y1(2,1)=0.5;

y1(3,1)=1.5;

y1(4,1)=2;

x2=x1;

y2=y1;

for i=1:ny-1

x2=[x2;x1];

y2=[y2;y1+i*ones(4,1)*3];

endx=x2;

y=y2;

n=length(x2);

for i=1:nx-1

x=[x;x2+i*ones(n,1)*sqrt(3)];

y=[y;y2];

end

最近鄰相互作用哈密頓量的生成

function h=hamiltonian_nn_graphene(x,y,t)

%t=-2.7;

n=length(x);

h=zeros(n,n);

eps=0.01;

for i=1:n

for j=1:n

if abs(sqrt((x(i)-x(j))^2+(y(i)-y(j))^2)-1)haldane模型哈密頓量

function h=hamiltonian_haldane(x,y,a,t2)

n=length(x);

h=zeros(n,n);

for l=1:n

for j=1:n

if x(l)>x(j)&&y(l)==y(j)&&mod(j,2)==1&&abs(sqrt((x(j)-x(l))^2+(y(j)-y(l))^2)-a)<0.001

h(j,l)=-1i*t2;

endif x(l)x(j)&&y(l)>y(j)&&mod(j,2)==1&&abs(sqrt((x(j)-x(l))^2+(y(j)-y(l))^2)-a)<0.001

h(j,l)=1i*t2;

endif x(l)y(j)&&mod(j,2)==1&&abs(sqrt((x(j)-x(l))^2+(y(j)-y(l))^2)-a)<0.001

h(j,l)=-1i*t2;

endif x(l)>x(j)&&y(l)x(j)&&y(l)==y(j)&&mod(j,2)==0&&abs(sqrt((x(j)-x(l))^2+(y(j)-y(l))^2)-a)<0.001

h(j,l)=1i*t2;

endif x(l)x(j)&&y(l)>y(j)&&mod(j,2)==0&&abs(sqrt((x(j)-x(l))^2+(y(j)-y(l))^2)-a)<0.001

h(j,l)=-1i*t2;

endif x(l)y(j)&&mod(j,2)==0&&abs(sqrt((x(j)-x(l))^2+(y(j)-y(l))^2)-a)<0.001

h(j,l)=1i*t2;

endif x(l)>x(j)&&y(l)能帶計算函式

function ek=band_calculate(kx,hd,hdl,hdr)

dn = length(kx);

n = length(hd);

ek = zeros(n,dn);

for i = 1:dn

hk=hdl*exp(-1i*kx(i))+hd+hdr*exp(1i*kx(i));

[~,e]=eig(hk);

ek(:,i) = diag(e);

end

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