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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 » 怎么计算“缺陷形成能”公式中的化学势
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lison4

金虫 (小有名气)

[求助] 怎么计算“缺陷形成能”公式中的化学势 已有4人参与

我推出来的计算氧化锌的缺陷形成能的公式里面需要用到氧原子、锌原子、氧化锌分子的化学势，想请问一下各位这个应该怎么计算，或者是能直接从VASP或者material studio中读取吗？有没有能够参考的书籍或资料？
非常感谢！
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1楼 2016-11-17 19:53:39
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

lison4

金虫 (小有名气)
最后做个结尾吧，以用VASP计算氧化锌为例子，推出缺陷形成能公式后需要用到Zn_bulk、O_bulk和ZnO_bulk的化学势，那么大多数情况下，若要算得O_bulk的化学势，通常直接建立氧气分子，然后计算该氧气分子的能量 读取OUTCAT中free energy TOTEN除以2就得到了 O_bulk的化学势，同理计算Zn_bulk 和ZnO_bulk也是建立结构后算的free energy TOTEN然后除以相应原子/分子数量即可；
在进行该计算的INCAR中 K点1X1X1即可，encut与你计算的supercell保持一致即可。
我目前就是这样算的，如若不对，欢迎指出~非常感谢！
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z841888077
8楼2016-11-21 19:39:41
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落花忆往昔

铁虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
lison4: 金币+5, ★有帮助, 非常感谢 2016-11-23 21:37:58
用MS 的话直接导入，算出来的就是固体SOLID的能量，自己建立晶胞，空间群不用设置，在中间加入一个原子，计算得到的就是ATOM的能量，选用的参数与你计算化合物一样就可以了，直接优化获得的就是能量。
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9楼2016-11-23 20:32:59
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lison4

金虫 (小有名气)
浏览小木虫中类似的帖子后，觉得大多数的回答都比较迷糊没有说清楚，自己还是不怎么明白，所以另外开一贴，大家如有比较推荐的帖子请您给出链接，我将非常的感谢你的帮助！欢迎大家参与讨论，并希望本帖能够对有相同疑问的人有所帮助。
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2楼2016-11-17 20:02:38
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冯亚娟

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
lison4(蛋蛋小童鞋代发): 金币+5, 谢谢参与，小木虫鼓励积极回答问题者 2016-11-18 10:32:18
个人认为化学势是与你计算体系的化学环境相关联的。其中经常采用的包括：（1）单质所对应的每个原子的能量。比如Fe是fcc结构，可以算单个原胞的能量，然后除以每个原胞包含的原子数目4；（2）考虑元素化合物形式（感觉里面是包含成键特性的），比如如果你的目的是生成Fe3O4，但是体系中会有Fe2O3的杂质相产生，那你Fe3O4的化学势取值必然要小于Fe2O3的化学势，以此来表现你对与杂质相的考虑（这个是举例说明，至于Fe3O4与Fe2O3哪个化学势大我并不清楚，可千万不要产生误导）。
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5楼2016-11-18 09:15:01
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lison4

金虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 冯亚娟 at 2016-11-18 09:15:01
个人认为化学势是与你计算体系的化学环境相关联的。其中经常采用的包括：（1）单质所对应的每个原子的能量。比如Fe是fcc结构，可以算单个原胞的能量，然后除以每个原胞包含的原子数目4；（2）考虑元素化合物形式（感 ...

也就是说如果我要算O的化学势，我就需要算一个氧分子单胞的总能 然后除以氧原子个数，那么这个时候得到的就是文献中的O_bulk的化学势吗，还是由于氧氧键的存在，我们得到的这个值会比O_bulk的化学势小？

然后算Zn_bulk和ZnO_bulk的化学势直接由单胞总能除以相应的原子/分子数就是了？
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7楼2016-11-18 15:55:17
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普通回帖

obaica

禁言 (著名写手)
本帖内容被屏蔽
3楼2016-11-17 20:06:15
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lison4

金虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by obaica at 2016-11-17 20:06:15
狂顶！

谢谢，希望有大神能看到！

发自小木虫IOS客户端
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4楼2016-11-17 23:05:51
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wuli8

荣誉版主 (知名作家)

…………

优秀版主优秀版主

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
lison4(蛋蛋小童鞋代发): 金币+5, 谢谢交流 2016-11-21 19:40:58
http://muchong.com/bbs/taotie.php?action=view&target=blank&ttid=75236
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…………
6楼2016-11-18 11:14:11
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zhangfrank

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
lison4: 金币+15, ★★★很有帮助 2016-12-02 09:29:06
引用回帖:
8楼: Originally posted by lison4 at 2016-11-21 19:39:41
最后做个结尾吧，以用VASP计算氧化锌为例子，推出缺陷形成能公式后需要用到Zn_bulk、O_bulk和ZnO_bulk的化学势，那么大多数情况下，若要算得O_bulk的化学势，通常直接建立氧气分子，然后计算该氧气分子的能量 读取O ...

楼主总结基本上是可以的，但是想做几个补充，不对的地方欢迎交流：
1.要注意化学势是一个约束条件，不能是任意取值的。在很多计算形成能的论文中都可以看到一个公式，就是Uo+Uzn=Uzno，bulk，其中Uo, Uzn表示化学势，而Uzno,bulk表示块体的能量。也就是说是二者化学势之和是定值，根据材料生长环境，两个元素的化学势是彼此约束的，以Uo为例，其取值上限就是氧气原子的能量/2，能量取值下限应该是zno块体能量减去反应形成晗。所以在讨论块体缺陷形成能时候必须说明是在什么条件下取的化学势。
2. O_bulk的化学势，除了是用楼主总结的“直接建立氧气分子，然后计算该氧气分子的能量 读取OUTCAT中free energy TOTEN除以2就得到了 O_bulk的化学势”，也有一种计算方法是算单个氧原子的，参见：https://cms.mpi.univie.ac.at/wiki/index.php/O_atom，但是我认为在楼主关注的情况下，是考虑楼主总结的方案。
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计算顺利点吧
10楼2016-12-01 21:53:01
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