DASP (Defect and Dopant ab-initio Simulation Package)是一款半導體缺陷和雜質性質的第一性原理計算模擬軟件包，該軟件包能針對輸入的半導體晶體結構，基于材料基因組數據庫和第一性原理軟件包，自動計算并輸出半導體的熱力學穩定性，缺陷和雜質形成能及離化能級，半導體樣品中缺陷、雜質和載流子濃度及費米能級，關鍵缺陷和雜質誘導的光致發光譜、載流子輻射和非輻射俘獲截面及少子壽命。

針對任一半導體，DASP軟件可以計算給出如下性質：熱力學穩定性、元素化學勢空間的穩定范圍、缺陷（含雜質，下同）形成能、缺陷轉變能級、各生長條件下的費米能級、載流子和缺陷濃度、缺陷的光致發光譜、缺陷對載流子的俘獲截面、輻射和非輻射復合速率等。

本期將給大家介紹DASP HfO2的本征缺陷計算 5.3.1.2-5.3.1.3 的內容。

5.3.1.2. 使用DASP產生必要輸入文件

新建目錄doping-Ga2O3，在./doping-Ga2O3/目錄內同時準備好以上的POSCAR文件與dasp.in文件，執行dasp1，即可啟動PREPARE模塊，此后無需額外操作。DASP會輸出1prepare.out文件記錄程序的運行日志。

5.3.1.3. PREPARE模塊運行流程

產生超胞：

首先程序將根據min_atom=200和max_atom=250的參數，自動尋找最優的擴胞方案（即盡量使a=b=c且a⊥b⊥c），并給出超胞的POSCAR文件。以下為Ga2O3結構的超胞POSCAR_nearlycube：

將其拖入晶體可視化軟件，如圖所示。

DASP產生的Ga2O3超胞的晶體結構。

馬德隆常數計算：

隨后程序將根據產生的超胞文件，執行馬德隆常數的計算，用來描述點電荷與均勻背景電荷的庫倫相互作用。（用于Lany-Zunger修正）

以上兩步計算完成，可觀察1prepare.out的輸出如下：

HSE交換參數計算：

程序將根據產生的超胞文件，先做AEXX=0.25和AEXX=0.3的HSE靜態計算，從而根據斜率確定匹配Eg_real = 4.9的AEXX值，若AEXX=0.25或AEXX=0.3時帶隙值與設置參數一致，則不會進行后續AEXX計算。因此，待計算完成后，可見doping-Ga2O3/dec/AEXX/目錄內如下：

這表明當AEXX = 0.33（保留兩位小數）時，Ga2O3超胞的帶隙值為4.9 eV，將參數寫入INCAR。同時從1prepare.out可以看到如下日志：

host超胞原子位置的優化：

PREPARE模塊最后一步將根據level=2（即PBE優化）優化超胞內所有的原子位置，并在dec目錄下產生最終的結構文件POSCAR_final。優化計算可見doping-Ga2O3/dec/relax目錄。同時也可以在1prepare.out可以DASP運行結束的標志，并告訴我們下一步需要做TSC模塊的計算。

審核編輯 ：李倩