请你编写一个matlab程序从图形解q,将P=3π/2的较低能量的能带作为第一布里渊区k的函数(-π/a,π/a)考虑晶格参数a=10 aB(aB玻尔半径)和在里德堡(1 Rydberg=h/(2m×aB²)=13.6 eV)中的能量。注意:E和k的极值出现在布里渊区的中心和边界
时间: 2024-10-18 13:18:40 浏览: 35
在MATLAB中,你可以按照以下步骤编写一个程序来完成这个任务:
```matlab
% 初始化变量
a = 10; % 晶格常数,单位是aB
k_max = pi/a; % 第一布里渊区的最大波矢
energy_scale = 13.6; % 里德堡能量单位,转换成eV
% 将里德堡能量换算为瑞德伯能量(Ry)
hbar = 1.0545718e-34; % 焦耳·秒,普朗克常数除以2π
mass_electron = 9.10938356e-31; % 电子质量,单位是千克
a_to_bohr = 0.5291772109; % aB到Bohr的转换因子
% 能量转换函数
function ry = convert_to_ry(eV)
ry = energy_scale * hbar^2 / (2 * mass_electron * (a_to_bohr * a)^2);
end
% 设置基本能量 E0 和波矢 k 的范围
E0 = -3 * (pi/a)^2; % 基础能量
rk = linspace(-k_max, k_max, 1000); % 波矢范围
% 计算能量 E(k)
E = E0 + convert_to_ry(rydBToeV(rk.^2/a^2)); % 能量公式
% 找出极值点
[val_idx, loc_idx] = min(E, [], 'all'); % 找到最小值的位置
[k_min, E_min] = rk(loc_idx), E(val_idx);
% 打印结果
disp(['最低能量位于 k = ', num2str(k_min), ' (aB⁻¹) 和 E = ', num2str(E_min), ' (Ry)']);
disp(['极小点对应于 k = ', num2str(loc_idx * k_max), ' (aB⁻¹) 和 E = ', num2str(val_idx * E0), ' (eV)']);
% 绘制能带图
figure;
plot(rk, E);
hold on;
text(0, E_min, sprintf('Min Energy (%.2f Ry)', E_min), 'HorizontalAlignment', 'center');
text(k_min, E_min, sprintf('Min k (%.2f aB⁻¹)', k_min), 'HorizontalAlignment', 'left');
title('First Brillouin Zone with P = 3π/2 Lower Energy Band');
xlabel('k (aB⁻¹)');
ylabel('E (Ry)');
grid on;
legend('Energy vs k');
```
这个程序首先设置所需的参数,然后计算能量随着波矢变化的关系,并找出极值点。最后,它会绘制能带图并标注关键点。
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