BoltzTraP2 电子输运入门
从真实均匀网格能带开始,按插值、温度与掺杂、Hall和二维等能图完成操作。
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BoltzTraP2对DFT均匀网格能带做傅里叶插值,并在选定散射近似下计算半经典电子输运。本专题使用集群已有的真实Si和石墨烯电子结构,重新完成插值和后处理,不重新启动DFT。

1. 先确定你需要什么#
| 目标 | 对应操作 |
|---|---|
| 从均匀网格得到连续能带 | 插值与参数检查 |
| 看化学势、温度、带隙与散射模型的影响 | 温度与模型 |
| 指定电子或空穴浓度 | 掺杂扫描 |
| 普通弱场Hall系数与多带解释 | Hall教程 |
| 准二维体系的等能区域 | 石墨烯二维图 |
| 读取不同DFT格式 | 格式接口 |
2. 加载集群环境#
module purge
module load boltztrap2/26.3.1
btp2 -V
btp2 -h
当前为BoltzTraP2 26.3.1,Python3.11.16、NumPy2.3.5、SciPy1.17.1,GCC/G++13.3/C++11通用CPU构建,配合pyFFTW0.15.1。它不自动调用GPU,也不把 -n当作MPI进程数。
使用这一独立环境即可,不叠加另一套NumPy。此版本的 dope仍依赖 np.trapz,保持集群提供的NumPy版本有助于维持命令兼容性。
3. 先重画已有结果#
下载完整BoltzTraP2实例包。包内有已有集群Si与石墨烯DFT数据、明确标注来源的上游格式例子、32个操作条件、原始输出、独立提取与绘图脚本,不含POTCAR。
bash analyze.sh
在 analysis-reference/生成CSV、JSON和7张图。原始输出和独立导出的列分别保留。
4. 完整跑一遍#
在新的解压目录中:
bash run-all.sh
顺序是:6组实际插值 → 9组掺杂/模型条件 → 化学势积分 → 原生命令绘图与信息查看 → 8类DFT格式读取 → 独立数据提取与画图。32个操作条件包括9种原生绘图量;格式读取另有13个具体例子。
整套脚本保护已有结果目录。再次完整运行换一个解压目录;新的DFT体系需要自己的能带和参数,不能只改本包的材料名。
5. 数据和适用范围#
Si使用已有11×11×11均匀网格、PBE/550 eV/EDIFF=1E−6;石墨烯使用已有15×15×1网格的最终电子结构。其他DFT格式采用上游公开例子,来源与SHA另存,不称为本集群新完成的DFT。
本例重点是操作、单位和参数敏感性。常τ结果不包含真实散射寿命,PBE带隙与有限采样也有其范围;不能直接把σ/τ或κe/τ称为材料的绝对电导或热导。
原生三维费米面操作#
三维费米面教程补充局部VTK9.5.2、原生fermisurface入口、8个Si三维条件、5张真实图和可复跑网格包。默认共享环境仍不安装VTK,按教程在当前目录添加独立依赖即可;三维mu是Ha而二维默认eV,带隙空网格、有限线性三角面误差和原生多平面裁剪边界分别说明。原有数据与默认环境说明保留。