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热电教程(一)BoltzTraP软件包计算热电材料Seebeck系数、电导率/弛豫时间

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BoltzTraP软件包简介

BoltzTraP是基于半经典玻尔兹曼理论求解体系电子输运性能的软件。第一代程序由丹麦的Georg K.H. Madsen教授和美国的David J. Singh教授于2006年发布(Comput. Phys. Commun. 2006, 175, 67-71),发展至2018年,Madsen教授等人在第一代的基础上发布了BoltzTraP2,在进行热电性能处理时考虑了材料中的自旋轨道耦合的作用(Comput. Phys. Commun. 2018, 231, 140-145)。


BoltzTraP软件的主要输入文件包括case.intrans、case.struct以及case.energy,主要输出文件包括case.trace和case.condtens,相关文件详细介绍可观看电子科大王宁博士《7天掌握热电材料性能计算》课程系列二:VASP+BoltzTraP计算Seebeck系数、电导率/弛豫时间。前往天玑算学院(https://phadwiki.com/)即可观看课程全集。


观看地址:https://phadwiki.com/video/index.html?id=20&unit_id=9&content_id=41

也可以到BoltzTraP官网自行查阅使用手册。下面将主要从BoltzTraP和BoltzTraP2两款软件对热电材料的Seebeck系数和电导率/弛豫时间的计算方法进行简要介绍。

计算步骤

(1)利用VASP软件包对晶体结构进行优化;

(2)采用高密度的K-mesh网格进行自洽计算,获得BoltzTraP计算所需的OUTCAR、POSCAR、EIGENVAL、DOSCAR等文件;

(3)将自洽文件拷贝到新建文件夹,并命名为case(cp -r scf case)


BoltzTraP

对于BoltzTraP软件,可利用VASPKIT(http://vaspkit.sourceforge.net/)一键实现VASP和BoltzTraP之间的文件转换,本文以vaspkit.1.3.4版本为例,在case文件夹下,呼出vaspkit,选择子功能78 VASP2other Interface >>781 VASP2BoltzTraP Interface,得到输入文件。

将case.struct和case.energy第一行修改为文件名case,执行~/boltztrap-1.2.5/src/x_trans BoltzTraP命令,得到输出文件。

BoltzTraP2

对于BoltzTraP2软件,在case文件夹下,分别依次输入btp2  -v interpolate . -m 5 -o case.bt2获得case.bt2文件;btp2 integrate -b 2205 -t case.bt2 300,400,500,600,700,800两条命令,获得相应的输出文件。 

需要注意的是,以上三条命令仅供参考,需要根据软件包的安装路径进行相应的修改。


由于研究的方向及学识有限,如有不当之处请大家批评指正,同时也期待大家提供宝贵的建议和意见。

此教程结合狗哥的热电教程(2)一起“食用”快乐加倍!

https://phadwiki.com/video/index.html?id=20&unit_id=9&content_id=41

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