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晶胞中异族原子的替换 已有1人参与
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Materials studio 中设置晶胞中替换都是原子替换，那么异族的原子之间价电子不同，替换之后整个体系的价电子可能有变化，会不会导致体系带电荷？并且，我有点不理解，实际过程中的替换都是离子替换，比如：Al3+被Mg2+替换，替换后，整个体系是显负价的，需要正电荷离子来平衡。但建模的过程中因为是原子替换，则Al被Mg替换，替换前后，整个体系价电子数反而减少了，体系应该是带正电，那么问题到底出在哪里？是我理解错了吗？怎么建立跟实际相同的模型呢？ |
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 第一性原理计算-tg | VASP第一性原理计算 |
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缘木得猫(漫天飘雪代发): 金币+5, 谢谢交流 2016-12-14 22:09:30
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但建模的过程中因为是原子替换，则Al被Mg替换，替换前后，整个体系价电子数反而减少了，体系应该是带正电，那么问题到底出在哪里？是我理解错了吗？ 你的問題裡面有一個問題，很重要的問題 以你的例子?碚f， Al 被 Mg 替換 是整個系統所有的 Al 全被 Mg 替換? 還是整個系統中單一顆 (或 n 顆) Al 被 Mg 替換? 後者的話，那你的理解就沒問題 整個系統的其中一個 Al (13 個價電子) 若是被 Mg (12 個價電子) 替換 那系統就會帶 +1 電荷 (少一個價電子) 若是前者 比方 graphene，unit cell 中會有兩顆 C (4個價電子) 其中一顆 C 若是被 N (5個價電子) 取代 那形成的材料叫 CN (carbon nitride) 或是 CN 的 C 被 B 取代 那形成了 BN (boron nitride) 這樣?K不會出現 帶電的問題 因為它會形成不同的結構，是不同的材料 |
2楼2016-12-14 21:06:50
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6楼2016-12-15 16:54:28
【答案】应助回帖
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8楼2016-12-15 23:29:53
3楼2016-12-15 08:14:43
4楼2016-12-15 08:21:34
5楼2016-12-15 16:46:41
送红花一朵 |
直接在castep中选中原子后，选择properties-charge可以设置原子带电荷，设置某个原子为1，然后导出成POSCAR，用vasp静态计算后，grep ‘NELECT' OUTCAR，之后发现价电子数的确减少了。或者建立个晶胞，中间放入原子，设置charge按钮，改变设置为1，计算，得到的结果中，布居显示，该原子是带正电荷，然后复制这个原子，粘贴到超胞真空层中。我个人觉得这两种方法都是可行的。 我开始的设想，我没表达清楚。开始要表达的意思是：实际晶体中，我们说替换都是离子替换，比如Al3+被Mg2+替换，替换后，体系带负电荷。但是建模的过程中，我们替换都是在castep中直接选择原子，然后modify element，原子替换，则Al被Mg替换之后，体系反而价电子减少，比如价电子由200变为199。我觉得，这不符合实际的情况，连体系正负电性都变了。所以，我觉得是否能够设置NELECT=200+1，这样体系相比于200的价电子体系，就是负的，这样就符合实际了，但时又会导致整个体系是呈负电的，为了平衡电荷，所以会添加个带正电荷的原子在真空层，这也是实际晶体离子替换后，有阳离子吸附在晶体表面的正常现象。 看了您的回答了，我有点懵了。意思是不管怎么替代，不设置NELECT，系统是neutral状态，可以计算。设置NELECT，系统在背景加入假反向电荷，系统还是neutral状态。这样，就可以计算。那怎么考虑物理上的问题，我要怎么做才能达到符合实际情况呢？或者根本达不到实际情况？有点没理解您的意思。 |
7楼2016-12-15 20:58:42
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首先，再次对您表示感谢，这么有耐心的回复我，看过您对其他人的回复也是有求必应，在小木虫里实在是难能可贵了。其次，我终于发现，我的问题出在哪里了。我现在明白了，其实是这样的，Al被Mg替换了，Mg跟Al相比少了一个价电子，要想成键必须从别的地方夺取一个电子，这时一个原子的吸附，就会导致该原子失去电子，变成阳离子，而Mg那里得到电子变成Mg-，这时候整个体系还是中性的。不是设置成阳离子吸附在带电子表面，而是结果是得失电子后，变成了阳离子吸附在带电子表面了。。我曾经就是这么想的，但是这次还是被我自己给绕进去了。。 至于说的，设置原子带电的事，我也知道了POSCAR本来就只有原子位置和晶格参数，但有天自己在castep中试了下，设置原子带正电荷，不知道为什么直接用vasp静态计算后，得到的总价电子数会减少，，现在想起来，的确有点诡异了。 |
9楼2016-12-16 13:10:12
【答案】应助回帖
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10楼2016-12-16 16:29:44
精华III: