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[探讨]关于固溶体形成能和结合能的计算
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关于固溶体的形成能和结合能的计算问题一直存在疑问，因为在MS里面是只能计算总能的（我得理解，不知道是否准确），要计算固溶体或者是化合物的形成能和结合能必须自己用公式推导，以我现在在做的体系举例；Ni3Al溶入Cr原子，比如计算Ni6AlCr的形成能， H=1/（x + y + z）* (Etol－x*Ni Esolid –y* Al Esolid-z* Cr Esolid) 其中的Etol为总能，NiEsolid ， Al Esolid， Cr Esolid分别表示固体FCC_NI,FCC_AL,FCC_Cr平均每个原子的能量，x，y，z是三个原子的原子个数，请问在这里的NiEsolid ， Al Esolid， Cr Esolid分别表示固体fCC_NI,FCC_AL,FCC_Cr平均每个原子的能量，这个可以在MS里面计算得到吗，我是直接构建fcc－ni，fcc-al,fcc_cr吗，再对其进行计算吗，我这样计算好像不可以啊？请问大家怎么做每个原子的平均能量的？ 同样，对于结合能也是这样计算 H=1/（x + y + z）* (Etol－x*Ni Eatom –y* Al Eatom-z* Cr Eatom) 这里的Ni Eatom等则是表示Ni，Al，Cr的自由原子的能量，这是什么概念，计算自由原子的能量是怎么计算的，如何计算一个自由原子的能量？ 以上是本人自己的一些看法，由于这里面没有办法写上标，下标，看起来可能有点费劲，如果大家遇到同样的问题，欢迎一起讨论, |
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 晶体模型计算分析 |
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3楼2009-01-05 13:48:45
老虎大王
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wuchenwf(金币+5,VIP+0):xiexie
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我没有用过MS。不过自由原子的能量的计算，基本方法和计算固体一样，可以在一个很大的元胞中放一个原子，计算这个原子的总能量。元胞的大小要取到周期性边界条件对它没有影响的程度。你可以用不同大小的元胞来算，算到元胞大小不影响结果为止。 至于固体中每个原子的能量，你算出元胞（初胞或supper cell都行）中的总能量后，除以胞内的原子数就是了。对于单原子体系，不论是FCC或HCP或BCC等，每个原子的周围环境都是一样的，这样平均没有问题。当然也有的程序可能本身就计算的是每个原子的平均能量，到底它算出来的是元胞总能量还是平均能量，这也是很容易通过试算来检验出来的。 |
2楼2009-01-05 13:05:29
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jghe(金币+3,VIP+0):感谢参与讨论！
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1.不必进行多次计算，比如你设置元胞尺寸20ang，30ang，40ang，50ang，一般就可以了。只要两次计算结果是收敛的就行，比如只相差0.001Ha等。这个办法我以前就想过，后来学abinit，看到这是abinit官网上的教程上说的，说明这是不错的。只计算一个原子，会算得很快的。你也可以一下子搞个大的，比如50ang，然后算个60ang，这样也行。不过建议你从小到大去试，这样可以得出一个经验值，下次计算其它原子的时候，就可以省些事情了。 2.固体中的能量，我讲的是按固体结构设置元胞，不管是初胞或单胞或supper胞都行，元胞中不一定只有一个原子。比如FCC，初胞中有一个原子，单胞中有四个，等等。如果你用单胞计算，可将总能量除以4。当然你要试一试，看看你的程序直接算出的是不是总能量，还是平均到每个原子的能量。如果你用初始胞，那算出来的就是FCC中一个原子的能量。（你要保证你的程序可以计算周期体系） (注：1) FCC单胞，六个面心各算1/2，八个顶点各算1/8，共四个原子。但初始胞只有一个原子，详见任何一本固体物理书。 （注：2)你搞ab initio计算，不去试算，而打算一下子出结果是不行的，一下子算出来的结果通常不可靠，你要试不同的参数，比如能量截断，比如K点设置等，一定要保证能量和结构收敛到一个值。如果用周期性体系的计算程序去算单个孤立原子，元胞尺寸与能量收敛的关系也是必须要检验的，这是基本步骤。 （注3) 你的顶楼公式没有错。 |
4楼2009-01-06 10:55:53
chenyang17
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我想计算Ni,Cr,Al等原子的能量，CASTEP计算总是失败，我的做法是现建立一个P1的单胞，在忘里面放一个原子进去，进行计算，但是总是计算不了，难道我得做法是错误的吗？我想问一下关于单点能的计算设置的时候需要什么特别的注意？希望能详细点的帮助！ 还有就是CASTEP在计算NI-Cr-Al时，结果中给出的能量是所谓的单点能吗， Pseudo atomic calculation performed for Al 3s2 3p1 Converged in 11 iterations to a total energy of -52.7378 eV Pseudo atomic calculation performed for Cr 3s2 3p6 3d5 4s1 Converged in 59 iterations to a total energy of -2456.8728 eV Pseudo atomic calculation performed for Ni 3d8 4s2 Converged in 37 iterations to a total energy of -1346.8601 eV 比如这三个能量是单点能吗？我不清楚单点能和原子自由能量，以及远在在固态中的平均能量之间的区别是什么？ |
5楼2009-01-07 17:49:17