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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » Vasp&MedeA » VASP计算矿物层状结构的尝试
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葬春1993

新虫 (小有名气)

[交流] VASP计算矿物层状结构的尝试

本人研究白云母2：1层状结构，结构如下：，效果图：http://muchongimg.xmcimg.com/data/b ... _1465266329_433.jpg
其中硅氧四面体中的硅有1/4被铝取代，使2：1层带负点，所以层间用阳离子平衡电荷。
    在建立模型前，考虑到我的计算资源有限只能使用16个核，单胞有80多个原子，所以我采用原胞进行计算，结构如下：http://muchongimg.xmcimg.com/data/b ... _1465266457_935.jpg
    建模时，由于有非等价的硅铝取代，即需要平衡电荷的引入，所以我考虑用slab模型进行尝试。
    首先，需要建立无硅铝取代的结构模型，将层间阳离子去掉；
    然后，进行cut-off和k-points收敛性测试，发现截断能在800eV才趋于稳定，这是为什么呢？
    接着建立slab模型，我只取了一个2:1层状结构，扩成2x2x1的超胞（大概80多个原子），http://muchongimg.xmcimg.com/data/b ... _1465267498_920.jpg，考虑到c轴方向的非周期性，我人为的固定了底面的硅氧四面体层，只改变真空层厚度，进行测试，发现真空层厚度在25埃才趋稳，这样我的基础模型就建好了。
    最后，就是进行铝取代硅，加入钾离子为电荷平衡离子，结构优化后个别键长比实际的白云母结构短0.05埃。
这样的模型可不可靠呢？周围没有人做这方面的，我也是新手，所以感觉很虚~~希望大家针对我建模的过程给出指导和不足！！谢谢！！

VASP计算矿物层状结构的尝试
白云母.jpg


VASP计算矿物层状结构的尝试-1
白云母 Image.jpg


VASP计算矿物层状结构的尝试-2
原胞.jpg
VASP计算矿物层状结构的尝试-3
slab模型.jpg
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1楼 2016-06-07 10:30:03
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wzbhit

至尊木虫 (著名写手)
★
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不太清楚你构建这样表面（slab）模型的目的是什么  就是研究什么性质？很难判断你的模型对不对

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27楼2016-06-10 22:36:28
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葬春1993

新虫 (小有名气)
引用回帖:
27楼: Originally posted by wzbhit at 2016-06-10 22:36:28
不太清楚你构建这样表面（slab）模型的目的是什么  就是研究什么性质？很难判断你的模型对不对

我是想做白云母的掺杂，所以想先建立和白云母的结构模型，因为我用的VASP，不能用占有率，所以我想先用铝掺杂来建立白云母模型，再做其他原子掺杂。不知道行不行？

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28楼2016-06-11 07:32:44
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emilyoyang

木虫 (正式写手)
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28楼: Originally posted by 葬春1993 at 2016-06-11 07:32:44
我是想做白云母的掺杂，所以想先建立和白云母的结构模型，因为我用的VASP，不能用占有率，所以我想先用铝掺杂来建立白云母模型，再做其他原子掺杂。不知道行不行？
...

你问题中提到了slab，大家都认为你做表面计算。
但你又说掺杂，一般大家都做体相结构掺杂。
所以 现在的问题是  你想做表面研究 还是体相研究？
如果体相，那你的slab模型肯定不对。
如果是表面掺杂，你的模型在一定程度上make sense。（还有很多问题）
BTW，800eV 太大了。你的测试肯定不对
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葬春1993
29楼2016-06-11 21:33:49
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葬春1993

新虫 (小有名气)
送红花一朵
引用回帖:
29楼: Originally posted by emilyoyang at 2016-06-11 21:33:49
你问题中提到了slab，大家都认为你做表面计算。
但你又说掺杂，一般大家都做体相结构掺杂。
所以 现在的问题是  你想做表面研究 还是体相研究？
如果体相，那你的slab模型肯定不对。
如果是表面掺杂，你的模型 ...

谢谢你的回复！！我本来准备做体相掺杂，但是掺杂前的白云母结构中，原本就有一部分硅被铝取代，一个晶胞中总共四层16个硅，有四个被铝取代，每层有四个取代位，组合太多，所以白云母的基础模型很难建立，我是想只取晶胞中的一层，并做表面那层硅被铝取代，这样总共就只有4个硅原子，即使扩胞后也很少，同时，在硅铝取代后，结构电荷不平衡，考虑到原始白云母结构中层间有钾离子平衡电荷，所以我就想通过slab模型来做钾离子吸附，从而靠近原始白云母结构。这个slab模型被我当作理想的白云母结构来进行其他原子的取代掺杂！！我知道这样的模样感觉不伦不类，但是没有更好的办法了～～
对于截断能测试，我是以原胞无硅铝取代去钾，共40个原子进行测试，测试结果是这样的：
400  -294.426485
450  -294.015464
500  -293.903562
550  -293.928305
600  -293.997559
650  -294.060051
700  -294.108222
750  -294.131795
800  -294.146404
850  -294.149370
900  -294.149391
到800后相差<0.01，所以选的800。
你看有没有问题！！

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30楼2016-06-12 10:51:24
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emilyoyang

木虫 (正式写手)
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引用回帖:
30楼: Originally posted by 葬春1993 at 2016-06-12 10:51:24
谢谢你的回复！！我本来准备做体相掺杂，但是掺杂前的白云母结构中，原本就有一部分硅被铝取代，一个晶胞中总共四层16个硅，有四个被铝取代，每层有四个取代位，组合太多，所以白云母的基础模型很难建立，我是想只 ...

大概明白你的意思了。其实你现在问题的本质就是ordering，因为白云母是个disorder的structure。
关于disorder结构如何order 有很多算法（or package）可以帮你搞定。手动的排列组合 是很不靠谱的一种做法。
你可以看一下这篇文章 https://jcheminf.springeropen.co ... 6/s13321-016-0129-3
这里面提到了 目前关于disorder结构处理的所有方法。
另外，推荐你可以学习一下pymatgen(http://pymatgen.org/) 他可以很方便的处理disorder的结构（OrderDisorderedStructureTransformation， EnumerateStructureTransformation）
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31楼2016-06-13 01:48:34
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emilyoyang

木虫 (正式写手)
引用回帖:
30楼: Originally posted by 葬春1993 at 2016-06-12 10:51:24
谢谢你的回复！！我本来准备做体相掺杂，但是掺杂前的白云母结构中，原本就有一部分硅被铝取代，一个晶胞中总共四层16个硅，有四个被铝取代，每层有四个取代位，组合太多，所以白云母的基础模型很难建立，我是想只 ...

另外 收敛性测试  是total energy per atom. 我没仔细算。但你的测试肯定有问题
不可能这么大。
我还是建议你先学会如何处理disorder的结构 然后再做bulk掺杂。很简单的
有问题站内信给我
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葬春1993
32楼2016-06-13 01:50:04
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葬春1993

新虫 (小有名气)
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引用回帖:
32楼: Originally posted by emilyoyang at 2016-06-13 01:50:04
另外 收敛性测试  是total energy per atom. 我没仔细算。但你的测试肯定有问题
不可能这么大。
我还是建议你先学会如何处理disorder的结构 然后再做bulk掺杂。很简单的
有问题站内信给我...

非常非常感谢！！我会好好看！！

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33楼2016-06-13 08:31:30
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ieem2楼
2016-06-07 10:48   回复  
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zhchzhsh20763楼
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