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honeyDANDAN

铁虫 (初入文坛)

[求助] thirdorder 掺杂体系如何扩胞 已有1人参与

掺杂体系要保证40个原子掺杂1个原子,原胞是5个原子,计算时要在ms里先扩胞后再在vasp 中计算,可以实现1个原子的掺杂浓度
问题?♀?计算晶格热导率时,使用有限位移法计算的时候,可以使用扩胞体系进行1*1*1的有限位移法计算吗?

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rlafite

至尊木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
你提到的体系要求 40个原子中掺杂1个原子,即掺杂浓度为 2.5%。原胞是 5 个原子,因此:

为满足掺杂比例,需要构造一个包含 40 个原子的超胞。
即在 VASP/MS 中,需要构造一个 2×2×2的超胞,使得总原子数为 40。

在构建好 40 原子超胞后,替换其中一个目标原子为掺杂元素,即可实现所需掺杂浓度。

这个步骤应在 Materials Studio 或其他结构建模软件中完成扩胞和掺杂操作,再输出结构给 VASP 计算
2楼2025-05-23 23:52:13
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rlafite

至尊木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

在使用有限位移法计算晶格热导率时,涉及两个关键问题:

1. 是否可以使用扩胞体系进行 1×1×1 的有限位移法计算?
可以的,但这里的 1×1×1 是指超胞的尺寸,即对扩大的超胞进行计算,并非对原始原胞进行。

有限位移法需要足够大的超胞来避免周期性边界条件下的相互干扰,常见是 3×3×3 的原胞扩展。

若你已将原胞扩展为 40 原子超胞(满足掺杂需求),那么对这个超胞进行 1×1×1 有限位移计算是合理的。

即:你用的“1×1×1”指的是不再进一步扩展这个掺杂后的超胞,直接在它上面施加有限位移,这是可以的。

2. 注意事项:
尽管掺杂体系较大,仍需确保位移原子的选择能代表体系的对称性和局域扰动。

对于低对称掺杂体系,Phonopy 这类软件在生成位移结构时可能会产生大量非等价位移,需要一定计算资源。

若使用的是 ShengBTE、Phono3py 等工具来计算热导率,建议使用对称性降得不太多的体系,或考虑无掺杂体系先做基准。
3楼2025-05-23 23:53:39
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