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CASTEP计算带电空位缺陷形成能的问题

作者 xiaomao_16
来源: 小木虫 200 4 举报帖子
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如题,从文献中看到有计算公式如下:E=E(defect)-E(perfect)+μ(O)+qEf+ΔFvib(T);其中μ(O)=E(O)-0.5E(bind_O2)+Δμ(O);有几个问题请教一下大家:
1. Ef费米能级一般不是取为VBM=零点了吗,那这一项是要考虑为零吗,最后一项说是缺陷形成过程中的振动能,也不知道怎么算,文章里下文完全没提。。可以忽略吗?
2. E(O2)文章取的实验值没啥说的,E(O)说是电子结构计算得来的,在CASTEP里就是构建一个大立方,放一个氧原子算能量吗?
3. Δμ(O)怎么确定,文章说Δμ(O)=0定义富氧极限,但氧空位产生不该是缺氧情况吗?
4. 考虑到带电情况还有修正公式:Ecorr=E(isolated)-E(periodic)+qΔV,最后一项是对齐用的。有个问题是等式右侧不就是我们要求的数吗,那这个修正的意义何在?在CASTEP里计算荷电情况的时候是直接在计算的时候Charge一栏填一个电荷数就ok吗? 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • huyaoqiao

    你可以多读一些paper和tutorial多理解一些吧,这些问题太细太多了!人家回答打字也挺麻烦的。
    1. Ef费米能级一般不是取为VBM=零点了吗,那这一项是要考虑为零吗,最后一项说是缺陷形成过程中的振动能,也不知道怎么算,文章里下文完全没提。。可以忽略吗?
    Ef 取值一般从VBM到CBM,Ef不同,formation energy不同。
    2. E(O2)文章取的实验值没啥说的,E(O)说是电子结构计算得来的,在CASTEP里就是构建一个大立方,放一个氧原子算能量吗?
    是的。
    3. Δμ(O)怎么确定,文章说Δμ(O)=0定义富氧极限,但氧空位产生不该是缺氧情况吗?
    Δμ(O)很难确定,只能取两个极限值。Δμ(O)=0为富氧环境(O2 单质情况下Δμ(O)=0)。还有一种是O2 deficiency情况,Δμ(O)很小(为一较负值)。氧空位在富氧情况下确实更难形成但这里不是你理解的那样。
    4. 考虑到带电情况还有修正公式:Ecorr=E(isolated)-E(periodic)+qΔV,最后一项是对齐用的。有个问题是等式右侧不就是我们要求的数吗,那这个修正的意义何在?在CASTEP里计算荷电情况的时候是直接在计算的时候Charge一栏填一个电荷数就ok吗?
    qΔV 因为缺陷带电荷引起的静电势能变化。E(isolated)-E(periodic) 所有DFT计算都采用PBC即周期性边界条件,你计算的是一个单胞,但实际上CASTEP考虑的是无限大周期重复的整个晶体。所以一个缺陷和他旁边相邻的单胞内的缺陷会有相互作用,而这种相互作用是artifacts不是你想要的,所以要减掉,

  • huyaoqiao

    引用回帖:
    3楼: Originally posted by xiaomao_16 at 2020-03-19 07:20:09
    感谢回复,主要我不是搞这个的,有些东西一时半会儿搞不明白。我想问的主要是最后一个,E(isolated)我问题里写了,文章说是“用静电理论很容易解出来”,没用DFT
    ...

    "用静电理论很容易解出来"所说的是库仑势能, 即E=1/4πε q1q2/r

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