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plout..

新虫 (初入文坛)

[求助] 对于SrTiO3这个钙钛矿体系,如何算键解离能?已有1人参与

有没有MS大佬来教我咋算键解离能呀
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rlafite

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

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用 Quantum ESPRESSO 来计算 SrTiO₃ 中的键解离能(Bond Dissociation Energy, BDE) 是完全可行的。下面是详细的 DFT 计算流程,假设你想算的是 Ti–O 键的 BDE。
1. 使用大一点的超胞,例如:2x2x2 SrTiO₃ 扩展晶胞,共40个原子.  目的是避免空位之间的相互作用影响能量计算。
2. 完美晶体的总能计算. 用 pw.x 做 self-consistent 计算
&control
  calculation = 'scf',
  prefix = 'sto',
  outdir = './tmp',
  pseudo_dir = './pseudo',
/
&system
  ibrav = 0,
  nat = 40,
  ntyp = 3,
  ecutwfc = 60,
  ecutrho = 600,
  occupations = 'smearing',
  smearing = 'mp',
  degauss = 0.01,
/
&electrons
  conv_thr = 1.0d-8,
/
ATOMIC_SPECIES
Sr  87.62  Sr.pbe-nsp-van.UPF
Ti  47.867 Ti.pbe-sp-van.UPF
O   15.999 O.pbe-n-van.UPF
CELL_PARAMETERS angstrom
... # lattice vectors here
ATOMIC_POSITIONS angstrom
... # 40 atoms here
K_POINTS automatic
4 4 4 0 0 0
3. 创建一个新的结构,移除一个Ti附近的O原子,形成一个氧空位,保存为 SrTiO3-Vo.scf.in。再做一次 scf 计算。
结构弛豫(使用 relax)是可选的,但建议进行:
calculation = 'relax'
4. 氧气分子的总能(O₂)模拟一个单独的 O₂ 分子作为化学势参考,文件名:O2.scf.in
建一个大真空盒(~15 ų)
自旋极化(O₂是三重态)
&control
  calculation = 'scf',
  prefix = 'o2',
  outdir = './tmp',
  pseudo_dir = './pseudo',
/
&system
  ibrav = 1,
  celldm(1) = 30.0,  ! cubic box ~15 Å
  nat = 2,
  ntyp = 1,
  ecutwfc = 60,
  ecutrho = 600,
  nspin = 2,
  starting_magnetization(1) = 1.0,
/
&electrons
  conv_thr = 1.0d-8,
/
ATOMIC_SPECIES
O  15.999 O.pbe-n-van.UPF
ATOMIC_POSITIONS angstrom
O 0.0 0.0 0.0
O 1.2 0.0 0.0
K_POINTS gamma
计算得到的 O₂ 总能 ,然后除以2,近似为单个O原子的能量。
5. 计算氧空位形成能 ≈ Ti–O 键解离能
𝐸form𝑉𝑂=𝐸defect+1/2𝐸O2−𝐸perfect𝐸perfect
这个值大致就是断裂一个 Ti–O 键所需的能量(会比真实的 BDE 高一些,因为考虑了固体环境和晶格松弛)。

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2楼2025-04-20 21:54:48
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plout..

新虫 (初入文坛)

我用DMOl3模块,先进行超胞(2×2×2)然后计算总能量。再去掉一个氧原子,同样用DMol3模块计算,我对这个缺陷的晶体也加了一个自旋1,然后单独算了一个氧原子的能量加了自旋3。最后得到差值是氧空位形成能。但是在这里我有个疑问,就是断掉去掉一个氧原子那断掉的是不是就不止一个键了,是不是还要除以键数呢?
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3楼2025-04-21 16:51:04
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plout..

新虫 (初入文坛)

送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by rlafite at 2025-04-20 21:54:48
用 Quantum ESPRESSO 来计算 SrTiO₃ 中的键解离能(Bond Dissociation Energy, BDE) 是完全可行的。下面是详细的 DFT 计算流程,假设你想算的是 Ti–O 键的 BDE。
1. 使用大一点的超胞,例如:2x2x2 SrTiO& ...

我用DMOl3模块,先进行超胞(2×2×2)然后计算总能量。再去掉一个氧原子,同样用DMol3模块计算,我对这个缺陷的晶体也加了一个自旋1,然后单独算了一个氧原子的能量加了自旋3。最后得到差值是氧空位形成能。这是不是可行的?但是在这里我有个疑问,就是断掉去掉一个氧原子那断掉的是不是就不止一个键了,是不是还要除以键数呢?
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4楼2025-04-21 16:55:03
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