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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 » MS » 【讨论】极性表面与非极性表面的问题
北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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amynliou

金虫 (正式写手)
★ ★ ★
yeahnet(金币+1,VIP+0):谢谢参与 4-21 15:05
spur(金币+2,VIP+0):感谢参与！欢迎常来。 4-21 17:11
引用回帖:
Originally posted by spur at 2009-4-20 19:38:
做法如附件所示。当然可以通过控制表面slab中atom layer来控制取极性面还是非极性面。至于用其他原子来中和悬挂键很好，但问题是你采用什么原子才能将悬挂键中和掉？普通氢原子？还是赝氢？电荷为多少？

[ La ...

这个切割出来的面 也是极性面啊！
饱和应该是使用赝氢原子，具体电荷控制为多少应该通过计算或者参考别人的文献。
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1126590这个帖子里我写过ZnO极性表面如何选择饱和用的赝氢，这里是通过计算求得的。
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11楼2009-04-21 11:06:16
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yeahnet

银虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by amynliou at 2009-4-21 11:06:


这个切割出来的面 也是极性面啊！
饱和应该是使用赝氢原子，具体电荷控制为多少应该通过计算或者参考别人的文献。
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1126590这个帖子里我写过ZnO极性表面 ...

谢谢楼上老师的耐心回答，不过我不懂计算，我只需要简单的看一看晶面原子排布就可以了，我看氯化钠的就只正确的，那也没改照猫画虎来画硒化镍就不行了，呵呵难道中间处理问题？
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12楼2009-04-21 15:10:09
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spur

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by amynliou at 2009-4-21 11:06:


这个切割出来的面 也是极性面啊！
饱和应该是使用赝氢原子，具体电荷控制为多少应该通过计算或者参考别人的文献。
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1126590这个帖子里我写过ZnO极性表面 ...

你好！非常感谢你的指教！为什么你说我这样切出来的面还是极性面？极性面和非极性面的区别在哪里？还请明示！谢谢。向你学习！
诚如你所言，采用加赝氢的方法可以钝化掉一端的悬挂键。但另外一端的悬挂键呢？这样钝化之后，表面slab两端的电荷似乎仍然不相等，仍然会有dipole－dipole interaction，因而仍然没消掉这个“极性”。兄台是否愿意解惑！谢谢！

[ Last edited by spur on 2009-4-21 at 17:19 ]
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13楼2009-04-21 17:10:17
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amynliou

金虫 (正式写手)
★ ★ ★
qasd(金币+3,VIP+0):xiexie~ 4-22 18:52
我看你切割出来的面 白色线框内包含的原子 是同一种类型，也就是同一种离子，也就是所说的极性面。 非极性面是 这个面内正负离子数目一致。

使用赝氢处理ZnO，InN等六方结构的极性面，可以解释为为了消除悬挂键，也可以说是为了消除C轴方向的偶极矩，也可以说为了避免上下两个极性面间的电荷转移。

当对一个面选择赝氢饱和后，剩下的另一个面用来被研究。

其实偶极矩的出现就是由于沿C轴方向极性面造成的，如果我们在实验室裁切出一个ZnO（0001 ）和 （000-1）面，他也不会稳定存在，他通常会通过上下两个面间电荷转移或者吸附H原子或者分解空气中的水分子而达到稳定。

使用赝氢饱和是符合实际情况的。

一点拙见 欢迎讨论 期待大牛出现！
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14楼2009-04-21 19:40:05
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amynliou

金虫 (正式写手)
★
yeahnet(金币+1,VIP+0): 5-10 19:43
我看你切割出来的面 白色线框内包含的原子 是同一种类型，也就是同一种离子，也就是所说的极性面。 非极性面是 这个面内正负离子数目一致。

使用赝氢处理ZnO，InN等六方结构的极性面，可以解释为为了消除悬挂键，也可以说是为了消除C轴方向的偶极矩，也可以说为了避免上下两个极性面间的电荷转移。

当对一个面选择赝氢饱和后，剩下的另一个面用来被研究。

其实偶极矩的出现就是由于沿C轴方向极性面造成的，如果我们在实验室裁切出一个ZnO（0001 ）和 （000-1）面，他也不会稳定存在，他通常会通过上下两个面间电荷转移或者吸附H原子或者分解空气中的水分子而达到稳定。

使用赝氢饱和是符合实际情况的。

一点拙见 欢迎讨论 期待大牛出现！
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15楼2009-04-21 19:40:31
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spur

金虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
qasd(金币+5,VIP+0):xiexie~ 4-22 18:52
yeahnet(金币+1,VIP+0): 5-10 19:43
非常感谢楼上兄台的指教。我们对于极性面和非极性面的理解看来有些不一样。对于ZnO、InN这类二元化合物，在满足化学计量比时表面的两端确实为两种不同的元素，因而呈现为极性表面；但凑巧这个NiSe在两种原子数量比洽为8：8的时候还又能保证两端的原子种类相同，我认为这就是非极性面。同样，对于另外一种化合物CeO2，它的（111）面在满足化学计量比的前提下，两端都只有O而没有Ce，而文章作者明确地说这是一个非极性面（M. Alfredsson et al. Surf. Sci. 561 (2004)43-56）。
    另外有一篇专门讨论极性表面的REVIEW（J. Phys.: Condens. Matter 12 (2000) R367–R410.）谈到：In the rutile structure, for example, in which some transition metalMO2 oxides crystallize, the bulk repeat unit in the (110) direction is made of three layers of O and (MO)2 composition, and there exist three chemically inequivalent terminations, which expose a single oxygen layer (O/(MO)2/O sequence), two oxygen layers (O/O/(MO)2 sequence), or one mixed cation–oxygen layer ((MO)2/O/O sequence). Only in the first case does the repeat unit bear no dipole moment.
所以我的理解是如果一个表面模型既满足化学计量比又满足两个端面的电荷或者电负性相同，则认为是非极性表面。再举个例子：SrTiO3（100）面，在满足化学计量比的条件下，它的一端为SrO（满足化学式），另一端为TiO2（满足化学式），看起来是两端电荷恰好为零，不是极性表面，但SrTiO3不是完全离子化合物而具有一定共价性，因而两端的电负性其实也不相等而呈现极性。处理这类极性表面的方法就是放弃满足化学计量比，而让两端原子种类和个数相等。相应的文献也很多。
      至于用赝氢来饱和一端悬挂键这种做法，也有一些理论方面的文章。但我还是有两个问题没理解：（1）饱和一端的悬挂键，保留一端来研究是有些意思，但两端电负性不相等却是客观存在的，偶极矩相互作用仍然存在，因为dipole-dipole interaction是长程相互作用，除非slab很厚，可以削弱这个偶极矩。（2）如果一端的剩余电荷不是vasp赝势库里面包含的那几种赝氢所能中和的呢？比如0.32， 0.18？如果要消除这些剩余电荷，是不是还得重新做一些赝氢的赝势呢？
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16楼2009-04-22 09:31:17
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amynliou

金虫 (正式写手)
★ ★
qasd(金币+2,VIP+0):xiexie~ 4-22 18:52
对极性表面理解一样的 是我对化学计量比的考虑太少了，谢谢 我受益匪浅！
我提供的赝氢放法适用面太窄了，好像只适合六角密排结构的极性表面。
对于六角密排结构结构，极性面裁切出来后，往往会通过 吸附原子或者面间电荷转移或者 面的再构（ZnO是形成三角形的凸起或凹陷）来消除层间偶极矩。
B Mayer and D Marx ，  PRB 67 035403
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17楼2009-04-22 11:07:51
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spur

金虫 (正式写手)
感谢楼上兄台讨论，我也学习了不少！谢谢！
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18楼2009-04-22 14:14:55
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