fortran求态密度

Fortran语言可以利用各种数值计算库和工具包来计算材料的态密度。下面是一个简单的Fortran代码示例，用于计算自由电子气体的态密度：

program density_of_states
  implicit none
  integer, parameter :: n = 1000000 ! 态密度点数
  real, parameter :: pi = 3.14159265359
  real, parameter :: hbar = 1.0545718e-34 ! 普朗克常数
  real, parameter :: m_e = 9.10938356e-31 ! 电子质量
  real, parameter :: kb = 1.38064852e-23 ! 玻尔兹曼常数
  real, parameter :: T = 300 ! 温度
  real, parameter :: Ef = 1.0 ! 费米能级
  real, parameter :: E_min = -5.0 ! 能量范围
  real, parameter :: E_max = 5.0
  real, parameter :: dE = (E_max - E_min) / float(n - 1) ! 能量间隔
  real :: E, f, DOS
  integer :: i

  DO i = 1, n
    E = E_min + dE * float(i - 1)
    f = 1.0 / (1.0 + exp((E - Ef) / (kb * T))) ! 简单的费米-狄拉克分布
    DOS = sqrt(2.0 * m_e) / (pi**2 * hbar**3) * sqrt(E - Ef) * f / dE ! 自由电子气体的态密度公式
    WRITE(*,*) E, DOS
  END DO
end program density_of_states

在这个示例中，我们假设我们正在计算自由电子气体的态密度，具有质量m_e和费米能级Ef。我们使用了简单的费米-狄拉克分布来计算能级E上的费米函数f。然后，我们使用自由电子气体的态密度公式来计算能级E的态密度DOS。程序将能量E和态密度DOS写入控制台输出。

当然，这只是一个简单的示例，实际应用中可能需要更复杂的态密度计算方法，例如基于密度泛函理论（DFT）的计算方法。