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【讨论】合金的计算问题

今天看基泰尔的《固体物理导论》看到这样一句话:在绝对零度下,合金处于完全的有序状态,只有温度升高的时候,有可能变为无序状态。而我们第一性原理的计算程序都是计算绝对零度的性能是吧,即基态。那我们算所有合金的基态问题都可以按有序建模了吗?为什么还有一些用VCA计算合金的呢?那么他算的不是基态的东西?但是这样又不是软件的长处吧?希望高手进来讨论。(另外希望版主置顶讨论一下,我觉得很有意义。)

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用户评论

即使在0K,也有大量的合金不处于完全有序状态。CVA是算原子占有率或者不同的原子在同类等效位上的混乱占位,而这样的占位,即使在0K下也存在。

Originally posted by shelay at 2009-9-8 22:21:
今天看基泰尔的《固体物理导论》看到这样一句话:在绝对零度下,合金处于完全的有序状态,只有温度升高的时候,有可能变为无序状态。而我们第一性原理的计算程序都是计算绝对零度的性能是吧,即基态。那我们算所有 ...
:rol:同求,分子动力学可以设定温度;但LZ说的VCA我一直没弄明白具体是怎么做,请指教!谢谢

1.绝大多数合金在0温处于有序基态是没有错的。但是,这些合金也可以处在无序态,无序态在热力学上也是稳定的,无非只是亚稳态而已。这跟你体系冷确到0温时的方式有关。(所以LZ不要死读书,不要犯教条主义)
2.密度泛函所计算的体系,并不是仅仅限于基态,其实对于许多亚稳态(也就是势能面上的非最小点的极小点)也可以给出合理的描述。其实,很多时候优化时,无论体系的几何维度如何(比如0维,1维,2维直至3维等。当然,从介观物理角度,严格说用几何维度来标识体系的属性并不合适,不过我并不打算在第一原理版解释这个问题),都是要选取很多构型用来得到可能的真正基态结构。因此,LZ所谓的“而我们第一性原理的计算程序都是计算绝对零度的性能是吧,即基态。”的认识是错误的。
3.虚晶近似这个概念已经出现很久了,几十年前就在多体理论中应用研究无序体系,近些年来用到了DFT中。这个方法本身就是很粗糙的,可以认为是对无序体系的一种初级近似而已。结果未必可靠(虽然有人这么做,也只是理论上RUN一把)。这个东西真正搞的人不多。
因此,从上面可以看到,LZ你所感兴趣的东西恰恰反映了你知识结构的缺陷。你说呢?

1.绝大多数合金在0温处于有序基态是没有错的。但是,这些合金也可以处在无序态,无序态在热力学上也是稳定的,无非只是亚稳态而已。这跟你体系冷确到0温时的方式有关。
2.密度泛函所计算的体系,并不是仅仅限于基态,其实对于许多亚稳态(也就是势能面上的非最小点的极小点)也可以给出合理的描述。其实,很多时候优化时,无论体系的几何维度如何(比如0维,1维,2维直至3维等。当然,从介观物理角度,严格说用几何维度来标识体系的属性并不合适,不过我并不打算在第一原理版解释这个问题),都是要选取很多构型用来得到可能的真正基态结构。因此,LZ所谓的“而我们第一性原理的计算程序都是计算绝对零度的性能是吧,即基态。”的认识是错误的。
3.虚晶近似这个概念已经出现很久了,几十年前就在多体理论中应用研究无序体系,近些年来用到了DFT中。这个方法本身就是很粗糙的,可以认为是对无序体系的一种初级近似而已。结果未必可靠(虽然有人这么做,也只是理论上RUN一把)。这个东西真正搞的人不多。
我对这个问题也是不理解,针对楼上的高手的回答我是这样理解的,您看我理解的是否正确?谢谢指教!
1 您是说
合金在0k是出于稳定的有序态还是亚稳定的无序态取决于降低到0k的途径?那么这个降温方式具体是什么样呢,您解释下好吗?
还有个问题:有某些特定合金在0k也是属于稳定的无序态?有这种合金吗?
2 您的意思是 基态结构我们不知道,只能从好多可能性中找,我们要用密度泛函来计算哪一个是最可能的基态,所以说“第一性原理计算绝对零度的性能即基态。”不对是因为包含着计算了那些不正确的非基态结构吗?还有这些个可能是基态但不是基态的结构是您说的亚稳态吗?
其实对于许多亚稳态(也就是势能面上的非最小点的极小点)也可以给出合理的描述。这句话具体怎么解释呢?
您的回复对我很重要,谢谢赐教!

1.当然,比如说,如果快速降温到0,此时高温无序相来不及变化,就可能被冻结在“无序”的亚稳态,比如一些金属玻璃。
另外,并不是所有合金都是单相合金,也可能是复相合金,就是不同的相形成机械混合物(类似于油不溶于水)。这种情况类似于多晶(但已经不是晶体了,不同的相由相界区分,这点与多晶还不一样)。自然可以认为是稳定的无序态(不同晶相分布杂乱无章)。
2.并不是“不正确的非基态结构”,而是“可能的稳定结构(未必是基态)”。
我不知道LZ是什么专业出身,但从你的问题来看,你的底子太薄了。有时间多去看点基本的东西吧。

我当然知道冷却方式不同会有不同的结构,这儿说的肯定是理想冷却嘛。另外按你所说,可能的稳态结构也是在0温下撒,但是据我看到的是这些软件都是计算电子基态对应物质的性质吧?要是不是基态的话,照你所说就可以算非零温下的性能了哦?因为很多稳定结构也是在不同温度下稳定。
最后,我是学材料的,刚接触第一性原理,有些凝聚态的知识不是很清楚,所以才来学习,我知道你是牛人,但是也不用老是说别人怎么怎么的吧,你就没有这个学习的过程吗?寸有所长,尺有所短撒。难道你生来就所有知识就知道了吗?给别人解答疑问应该不是这个态度,如果你真不屑解答这么“低级”的问题,你可以不参加这个讨论,在坛子里呆了这么久,很少见到这样的。

大家不要生气 yzcluster弄错了 那两个问题是我提的不是lz 我确实是新手 好多不懂 大家互相帮助啊

Originally posted by shelay at 2009-9-10 17:53:
我当然知道冷却方式不同会有不同的结构,这儿说的肯定是理想冷却嘛。另外按你所说,可能的稳态结构也是在0温下撒,但是据我看到的是这些软件都是计算电子基态对应物质的性质吧?要是不是基态的话,照你所说就可以 ...
1.我不得不再次说,你所谓的
“但是据我看到的是这些软件都是计算电子基态对应物质的性质吧?要是不是基态的话,照你所说就可以算非零温下的性能了哦?因为很多稳定结构也是在不同温度下稳定。”的认识,从第一原理的角度来考虑,还是错误的。
2.我不是什么牛人,只是一个学生而已。我在这个论坛上就我所能回答一些问题也只是一种义务,而并非责任。实事求是的讲,得不到任何好处。另外,我不可能回答问题时低声下气,不要说是你,就算对老板我也是不亢不卑。
3.我觉得我说的“LZ不要死读书”之类并没有什么不妥,这是按照你的具体情况指出你的问题,因为课本上的东西很多时候并不能当教条用,这样做只会让人钻牛角尖,特别是刚开始搞物理或相关专业的人。这会给你的科研带来困扰,其实你在这个帖子上提的问题就对此已经有所反映了。
最后,如果你听不得别人一点不同的意见,或者对别人的不同意见心有不满,那我无话可说。

问题是你后面不是我提的问题,你却说是我,都没搞清楚,又把那位仁兄说了一顿!我就觉得你的语气很是看不起这初入门的人嘛。我承认底子薄,很多地方不懂,但是就不可以到论坛上求助吗?有一句话说,听人一席话,胜读十年书,正因为这样我才上来提问,但是我觉得你对我提的问题就是不屑的语气嘛。我上面已经说过了,寸有所长,尺有所短,人人都可能有很简单的东西都不知道,这也不足为奇!

Originally posted by shelay at 2009-9-10 22:09:
问题是你后面不是我提的问题,你却说是我,都没搞清楚,又把那位仁兄说了一顿!我就觉得你的语气很是看不起这初入门的人嘛。我承认底子薄,很多地方不懂,但是就不可以到论坛上求助吗?有一句话说,听人一席话,胜 ...
那里应该是LS,我打字打成LZ了,对不起。不过,你也不要过于敏感。其实,这个论坛上每个人的水平都差不多,没有人有理由看不起别人。而且,我认为我所说的“你的底子太薄了”让你们去看一些基本的东西,并没有任何轻视的意思,而是一种合理的建议,不是吗?至于你为什么会理解为一种轻视,那我就不知道了。不过即使到了现在,从科研的角度,我还是建议你去看一些基本的东西。
另外,我上面的帖子没有任何一个字说到不让你来论坛上求助。论坛要的是人气,来的人越多越好,才能够广泛交流。相近专业的人交流,反而有时会更有效果。不是吗?

yzcluster的话比较中肯,大家互相理解。我觉得他作为顾问还是尽心尽力的

好吧,相互理解,我也只是想学的更快,看书可能太慢!而且相应的针对第一性原理的教材较少!

Originally posted by huangyc at 2009-9-10 22:40:
yzcluster的话比较中肯,大家互相理解。我觉得他作为顾问还是尽心尽力的
呵呵,谢谢LSS平价。就我所知,最近似乎要进行版块重整。等到版块重整之后,招到了新的版主和顾问。稳定后我就会辞去“物理版”和“第一原理版”的顾问一职,这样才有助于新鲜血液的注入。有聚有散,善始善终。不过,有时间我还是会经常回来看看的。:)

各位不要争吵,首先我觉得年轻人有点摩擦是正常的,血气方刚吗,呵呵。但是讨论问题归讨论问题,不要有任何超出学术之外东西。

呵呵,这就对吗。对事不对人,是科学的态度。我就是搞无序的,感觉做起来很困难,不管是LZ,LS还是LSS:D,还是yz,我们都可以讨论,呵呵。
金属玻璃哈,他的奇特在于我们认为他是无序的,但是局部几个纳米处还可能形成一些类似于准二十面体的那种结构。

Originally posted by yzcluster at 2009-9-10 20:39:
1.我不得不再次说,你所谓的
“但是据我看到的是这些软件都是计算电子基态对应物质的性质吧?要是不是基态的话,照你所说就可以算非零温下的性能了哦?因为很多稳定结构也是在不同温度下稳定。”的认识,从第 ...
您好 根据第一条中 我也有同样疑问 想不通 请您讲解
T=0K时 该软件可以计算基态的能量等
在T>0K条件下有很多亚稳定的结构出现,并且在这一温度下是稳定的,那我用第一原理算这个温度下的构型的能量究竟错在哪里呢?假如这个构型在0K下可以存在也是用第一原理这么计算啊!
辛苦了

Originally posted by yzcluster at 2009-9-10 20:39:
1.我不得不再次说,你所谓的
“但是据我看到的是这些软件都是计算电子基态对应物质的性质吧?要是不是基态的话,照你所说就可以算非零温下的性能了哦?因为很多稳定结构也是在不同温度下稳定。”的认识,从第 ...
您好
看到您对其他人的提问给与热心的解答,也想请教几个问题
您说假如有一个结构在0K下稳定 随着温度的升高在T>0K时侯也是稳定的 那么在这两种情况下计算能量是不是都可以用第一性原理呢(假如只是晶格常数变了也就是由于温度升高膨胀了 ,但是仍然是这个结构用这个软件怎么算呢?)