臺大第一原理材料計算科學

2015 第二次小考

一、比較染髮劑成分 對苯二胺 para-C₆H₄(NH₂)₂ 與 鄰苯二胺 meta-C₆H₄(NH₂)₂ 對可見光吸收上的差異。（請以波長作圖）

解題要點：建構真空相隔大於 8 Ang 之單分子模型，以 Energy 或 Geometry Optimization 的 Task 進行 Gamma k-point 的自洽場計算。Properties 選光學性質，空 band 取價電子 band 三倍（或作投斂性測試），k-point 一樣取 Gamma。算完分析時，作圖選 nm，把圖的範圍放在 400 nm 至 800 nm 比較。兩者吸收不同，對位者對藍光吸收較多。

 

二、試比較 ZrO₂ ( 蘇聯鑽)、水晶（石英SiO₂）、 鑽石 三者的可見光範圍折射率。

解題要點：載入 ZrO₂、SiO₂ (quartz) 及 C (diamond)，可見光範圍折射率 鑽石 > 蘇聯鑽 > 水晶。但基於計算精度未講就，操作正確，有折射譜出現可供比較即算對。

 

三、比較 SiO₂ 與 HfO₂ （HfO₂ 具有 CaF₂ 結構）的靜介電常數， 並求其低頻 (500 cm^-1) 的介電張量值。

解題要點：進行 Polarizability & IR 計算，Return complete check file，在文字輸出檔 <structure_name>_Efiled.efield 中可找到從 0 cm^-1 至 3000 cm^-1 的低頻 (但非零) 介電張量值。

 

四、要區分 Anataze 與 Rutile 這兩種 TiO₂ 的相，拉曼散射 與 EELS 哪一個比較好？請展示兩者並比較之。

解題要點：只要完成兩個材料的兩種計算，對於區別兩相能給個說法者，皆可算對。（本題算不完者，可部分給分。）

 

五、SiC 的石墨烯型單層結構會以平面的方式穩定存在嗎？

解題要點：會，以 graphite (graphiene) 改出來的平面結構，經縮放晶胞後，做聲子譜 (在 K-M-Γ-K 平面方向) 無虛頻。但精度掌握不佳者仍可能得到假虛頻，操作正確者可部分給分。