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VASP计算石墨烯-Ni(111)界面，结构跑散 已有2人参与
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各位虫友好，最近我在用VASP计算石墨烯-Ni(111)界面的结合能和相互作用。我用了4层Ni金属层和单层石墨烯，根据多个文献中的报道，Ni原子排列在C原子上方和六元环中间的上方最稳定，我按这个构建了超晶胞，并设置了20埃的真空层，这种排列Ni(111)晶格失配度在1.2%。结构优化计算中，我固定了石墨烯层中所有的碳原子，并且固定了晶胞参数，只允许所有金属原子自由弛豫。但是弛豫计算结束后，我期待的是所有金属原子应该在x-y面上的位置几乎不变，应该在z轴上弛豫，并且每层金属层上的Ni原子应该还会保持在同一高度（z坐标一样），这样才会和文献中报道的一样，才能得到稳定的界面距离和界面结构。 但是，当结束结构弛豫计算后，结构似乎“跑散”了，即越是远离石墨烯的金属层上的Ni原子不仅会在x-y面上弛豫，并且也会在z方向上弛豫，导致弛豫后Ni原子不在C原子的正上方或六元环的中心的上方，并且z方向上，同一金属层的Ni原子也不再同一高度了，越远离石墨烯的金属层，这种现象更明显。这是为什么？怎么才能得到文献中一样的效果？我的计算问题出在哪儿？ 感谢各位提供宝贵的意见。 |
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2楼2025-03-24 23:00:01
rlafite
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【答案】应助回帖
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你的Ni(111)层在远离石墨烯时“跑散”可能是因为： Ni 原子自由度过高，应固定底部2层Ni，或在x-y方向约束部分Ni原子。VASP 的 Selective Dynamics 选项可以用于固定某些原子的 x-y 方向，保证其只沿 z 方向弛豫。例如，在 POSCAR 里设置： Selective dynamics Direct x1 y1 z1 F F T x2 y2 z2 F F T ... 弛豫参数（IBRION, POTIM, EDIFFG）需要优化，尝试 IBRION = 2、POTIM = 0.1–0.15、EDIFFG = -0.01。 检查K点密度和赝势选择，以确保精度足够。试试 EDIFFG = -0.01 或更严格的值，看看是否能得到更合理的结构。 |
3楼2025-03-25 00:31:36
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感谢你的回答。我是只固定了石墨烯层，允许所有金属层在三个方向上自由弛豫，结果金属层上的Ni就会“跑散”，因为我看到文献中有的文献报道的是固定单层石墨烯和晶胞参数，允许所有金属原子弛豫；还有的文献是使用3+3金属层slab，固定远离石墨烯的三层金属层，让靠近石墨烯的三层金属和石墨烯自由弛豫。如果文献中报道的正确的话，这两种方法都不应该使结构“跑散”。你说的固定x, y方向，只允许部分Ni原子在z方向弛豫，会不会导致得不到最稳定的构型？我理解的是即便不固定金属Ni原子，它们也应该大概率只会沿着z方向弛豫，因为我搭建的构型，Ni原子的排列方式应该是最稳定的构型，所有我期待着不需要多少离子步就该结束计算，因为原始结构已经很接近最稳定的构型，只是z方向上的距离需要优化。 |
4楼2025-03-25 16:53:20
fyuewen
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【答案】应助回帖
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First, check if you have reproduced all the lattice constants reported in the former papers Second, if it is "yes" for the first question, try using the exactly same methods described in the former papers. In addition, you can consider constraining the x- and y-coordinates of Ni in the coarse calculations of relaxation, and in the more accurate relaxations, remove the constraints to let the Ni atoms be fully relaxed. |
5楼2025-03-25 22:38:11
6楼2025-04-29 17:21:05
fgmsyutong
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7楼2025-05-07 02:13:47
fgmsyutong
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8楼2025-05-07 02:15:01
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