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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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6楼2025-04-29 17:21:05
2楼2025-03-24 23:00:01
rlafite
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【答案】应助回帖
感谢参与，应助指数 +1
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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
