MATLAB GUI实现石墨烯能带紧束缚模型计算

在本项目中，我们探讨了利用Matlab编程实现紧束缚模型来计算二维六边形晶格（如石墨烯）的能带结构。紧束缚模型，作为一种量子力学模型，特别适用于描述原子间紧密相互作用的系统。在这个案例中，我们关注的是一个含有两种不同原子类型的单位胞，比如碳氮硼化物中的情况，其晶格结构由相邻原子间的相互作用主导。 项目的重点是开发一个MATLAB图形用户界面(GUI)，用户可以通过该界面直观地输入参数并观察计算结果。首先，GUI的设计旨在提供一个直观的界面，使非专业用户也能方便地进行操作。它可能包括参数设置区域，如原子类型、相互作用强度等，以及结果展示区，用于显示电子能带图。 在程序代码部分，采用了最近邻近近似（nearest-neighbour approximation），这意味着计算仅考虑与每个原子最接近的邻居贡献，远距离的相互作用被假设为非常微小，可以忽略。这简化了计算复杂性，但同时也可能对能带的精确度产生一定的影响。 尽管项目没有深入探讨紧束缚模型的数学求解方法或理论背景，但它提供了一个实际应用的例子，展示了如何将物理概念转化为可操作的计算机程序。学习者可以通过这个项目理解如何将理论模型转化为数值计算，并且熟悉MATLAB在材料科学中的应用，特别是在能带计算中的角色。 这个MATLAB程序是一个实用工具，帮助研究者快速得到二维晶格的电子结构，对于理解材料的电学性质，如导电性和光学性质等，具有重要意义。通过该项目，学生不仅掌握了编程技能，还加深了对固体物理学基本原理的理解，特别是紧束缚模型在实际问题中的运用。