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【求助】表面能计算值为负?

作者 宏hong
来源: 小木虫 700 14 举报帖子
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我正在用Dmol3做一个氧化物的表面能,采用表面2层驰豫,
     5层结构优化后得出的total energy为-18795.187382Ha,
     3层结构优化后得出的total energy为-12429.5106102Ha,
我采用的公式如下:
                 S=[E(n)-n*Ub]/2A
                 Ub=[U(n)-U(n-2)]/2
算出的Ub=-3182.838385Ha
带入S公式,则得出E(n)-n*Ub=-18795.187382Ha-(-3182.838385Ha)*5=      -2880.995455
     很显然,算出来的结果是负的,有没有哪位大侠有相关经验的,或者知道哪错的?十分感谢了 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • 宏hong

    引用回帖:
    Originally posted by acridine at 2010-01-29 00:57:31:
    得到的数值这么大肯定是原子数目的问题了,我怀疑是不是你选择的表面模型不对,导致模型内的原子数与体材对应不上?
    简单点说就是:你计算Eslab-n*Ebulk的时候,这个Eslab体系所含有的原子种类和数目是否等于n个 ...

    恩,你说的很对,原子种类确实不一样。出现了E("12个A原子+8个B原子" 的slab)-5*E("4个A原子+4个B原子" 的bulk) 。(该化合物分子式为AB)。我切完表面,并构造超晶胞后,就为12+8了,那应该怎么改?

    至于你说的原子数目不一致,这在我的计算中体现出来了,即
    S=-18795.187382+(20/8)*6265.716872..........
    中的(20/8)。
    十分感谢

  • 宏hong

    引用回帖:
    Originally posted by lfhuang at 2010-01-28 20:54:18:
    S=(E(n)-n×Ebulk)/2s
    S=-18795.187382+(20/8)*6265.716872
    为什么n×Ebulk要除以8,而E(n)没有?

    因为公式中写到了”E'为该材料块体时单个原子对应的能量“,可能我没写清楚,
    E'=Ebulk/8,而Ebulk为8个原子的“共同”能量,所以公式中除以8

  • 宏hong

    引用回帖:
    Originally posted by lfhuang at 2010-01-28 21:00:49:

    单个原子都是有能量值的,较大SLAB和较小slab相比较时,应该还要考虑(大slab原子数目-小slab原子数目)个孤立原子的能量总合,不知道您考虑“全”了没有?

    哎,我看到你的信息,专业为计算物理,我不是相关专业的,没有基本的知识,故对你说的是一头雾水,我只能是看到计算公式,然后代入参数计算

  • hgye

    8楼说的很对,你的问题就是原子数目不一致。在建立slab的时候要考虑到这个问题,比如是AB型化合物,那么slab中A和B原子数目之比要等于bulk原包中A、B数目之比。如果确实无法做到这一点,就要比较formation energy,你看看关于表面缺陷结构计算的文章,那种情况下原子数目比大多都不一致。

  • liumiao05

    如8楼和12楼所说,那个公式对单质成立,对化合物的话不是每种表面都可以,因为选slab的时候不能同时兼顾原子比例和表面组成(就是说两个上下两个面都是你计算的表面)
    举个例子来说,对于CsCl结构的B2晶体来说,如果你计算(100)面的表面能的话,你选的slab就不可能保证原子比1:1,外层原子肯定要多
    所以需要计算化学势,具体的话就涉及到hgye说的formation energy 了,你可以看看关于point defect(点缺陷)的文献
    比如这篇
    Concentrations of Atomic Defects in B2FexAl1-x. An Ab-Initio Study
    J. MAYER, ELSASSER, M. FAHNLE
    phys. stat. sol. (b) 191, 283 (1995)

  • 宏hong

    引用回帖:
    Originally posted by liumiao05 at 2010-01-29 20:41:41:
    如8楼和12楼所说,那个公式对单质成立,对化合物的话不是每种表面都可以,因为选slab的时候不能同时兼顾原子比例和表面组成(就是说两个上下两个面都是你计算的表面)
    举个例子来说,对于CsCl结构的B2晶体来说,如 ...

    你的意思是在自己建的模型中(比如5层),slab的第一层面和最下面一层面必须完全一致,此时才能固定下面3层,驰豫上面2层,然后表面能的计算公式中才能除以2?

  • 宏hong

    引用回帖:
    Originally posted by liumiao05 at 2010-01-29 20:41:41:
    如8楼和12楼所说,那个公式对单质成立,对化合物的话不是每种表面都可以,因为选slab的时候不能同时兼顾原子比例和表面组成(就是说两个上下两个面都是你计算的表面)
    举个例子来说,对于CsCl结构的B2晶体来说,如 ...

    我所指的完全一致意思是,1和5面上的原子种类、原子数目和原子之间的比例必须完全一致。

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