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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 » 其他 » 【求助】表面与表面能的计算
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sunhg1983

银虫 (小有名气)

[交流] 【求助】表面与表面能的计算

最近想研究一下晶体的表面问题，看了些资料，还是不太明白，想请教各位大侠指点一二。困惑在于收敛测试和表面能的计算。请问：
1.收敛测试有原子层数、真空层厚度以及relax层数，那么先进行哪种测试呢？
2.表面能的计算公式：E=E(slab)-nE(bulk)/2A,我师妹认为只有当上下两个面一致的时候才除以2，是这样的么？可我的晶体没法做到上下两个面一样啊，这怎么办？
3.收敛测试是对优化好的构型进行的么？例如要测试3.6.9.12等等，E(slab)是优化后的模型能量还是仅仅切出来的原始构型能量？
4.表面能的数量级是多大呢？文献上有一点几和二点几的，我算了个表面能都3到4了，是不是很大？
5.我是学化学的，看了几篇PRB关于表面的文章，很晕。能不能帮忙给篇偏化学的文献呢，多谢了。
我的分就这么多，还请大侠们不吝赐教。

[ Last edited by aylayl08 on 2010-1-27 at 19:27 ]
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第一性原理和电化学 表面切割、计算

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1楼 2010-01-25 10:55:40
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

liumiao05

至尊木虫 (知名作家)

秦武汉风
★ ★
qasd(金币+2):谢谢 2010-01-30 17:31
引用回帖:
Originally posted by wei.ji at 2010-01-29 13:31:23:
再加一层Zn或者一层O很难么？

加了的话不能保证原子比和体相一样了
比如原子数相同的CsCl结构的AB合金，（100）方向上是交替的A原子层和B原子层，你要让两个面都是A的话比如ABABABABA， 就没法保证原子比例，你要保证原子比例ABABABAB的话用上面那个方法得到的就只是两种原子表面能之和
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10楼2010-01-29 21:11:58
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普通回帖

wei.ji

木虫 (正式写手)
★ ★
ice_rain(金币+2):谢谢指导 1-27 18:23
sunhg1983(金币+1):沙发给分，谢谢啦 2010-01-30 13:58
1.测试层数收敛。真空层不知道怎么收敛。
2.没道理不可能
3.有些测试不用，有些测试需要。
4.1、2、3、4本来就没太大区别
5.还是看物理的吧。
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http://sim.phys.ruc.edu.cn
2楼2010-01-27 18:10:13
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hgye

金虫 (小有名气)
aylayl08(金币+2):谢谢提示，那对于上下表面不同的话该怎样计算呢？ 2010-01-28 19:10
sunhg1983(金币+1):多谢啦 2010-01-30 14:00
只回答第二个问题，你师妹的理解是正确的。 当slab上下两个面不一样时，只能算出两个面表面能之和，无法算出每个表面能的绝对值。
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3楼2010-01-28 18:04:38
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主
★
zdhlover(金币+1):谢谢 2010-01-29 04:30
sunhg1983(金币+1):是不一样啊 2010-01-30 14:02
想想slab上下怎么可能不是一样的呢？毕竟你那个是算的周期性的结构，只是你看到角度不同罢了
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4楼2010-01-28 19:24:08
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hgye

金虫 (小有名气)
★
ice_rain(金币+1):xiexie~ 2010-01-29 20:13
引用回帖:
Originally posted by aylayl08 at 2010-01-28 19:24:08:
想想slab上下怎么可能不是一样的呢？毕竟你那个是算的周期性的结构，只是你看到角度不同罢了

slab上下两个面不一样的情况很多了。比如钎锌矿结构ZnO垂直于c轴的面，slab上下一个是Zn在最外，一个是O在最外。
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5楼2010-01-29 12:08:30
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wei.ji

木虫 (正式写手)
再加一层Zn或者一层O很难么？
引用回帖:
Originally posted by hgye at 2010-01-29 12:08:30:

slab上下两个面不一样的情况很多了。比如钎锌矿结构ZnO垂直于c轴的面，slab上下一个是Zn在最外，一个是O在最外。

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http://sim.phys.ruc.edu.cn
6楼2010-01-29 13:31:23
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主
★
zdhlover(金币+1):谢谢 2010-01-29 04:30
引用回帖:
Originally posted by hgye at 2010-01-29 12:08:30:

slab上下两个面不一样的情况很多了。比如钎锌矿结构ZnO垂直于c轴的面，slab上下一个是Zn在最外，一个是O在最外。

但我看有些文献并没有提这个上下表面不同的情况，即使是看到的模型是这样的
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7楼2010-01-29 13:54:52
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liumiao05

至尊木虫 (知名作家)

秦武汉风
★ ★ ★ ★ ★ ★
aylayl08(金币+6):谢谢详细指点 2010-01-29 21:06
sunhg1983(金币+3):谢谢啦 2010-01-30 13:57
1.先真空层吧，这个比较简单，一般来说大于10A应该够了，slab稍微大点看看真空到多少精度足够，还可以检查真空层中间是不是没有电荷分布了。另外两个比较麻烦，因为计算量要大些。
2.的确有这种情况。那个公式对单质成立，对化合物的话不是每种表面都可以，因为选slab的时候不能同时兼顾原子比例和表面组成(就是说两个上下两个面都是你计算的表面)
举个例子来说，对于CsCl结构的B2晶体来说，如果你计算（100）面的表面能的话，你选的slab就不可能保证原子比1：1，外层原子肯定要多
所以需要计算化学势，具体的话你可以看看关于point defect(点缺陷)的文献
比如这篇
Concentrations of Atomic Defects in B2FexAl1-x. An Ab-Initio Study
J. MAYER, ELSASSER, M. FAHNLE
phys. stat. sol. (b) 191, 283 (1995)
3.用原始的就可以了，比如晶格常数，结构什么的可以用实验值，精度够了才谈的上优化，当然你的初始结构不能太不靠谱了。
4.这个看你的体系了吧，数量级肯定没问题，不同的体系，计算方法和软件肯定会有差别。当然如果你是纯粹重复别人的工作作为检验，那差别是有点大。
5.上面给了篇，你可以查查参考文献和引用文献

[ Last edited by liumiao05 on 2010-1-29 at 21:05 ]
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8楼2010-01-29 21:03:16
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主
★
zdhlover(金币+1):谢谢 2010-01-29 04:31
引用回帖:
Originally posted by liumiao05 at 2010-01-29 21:03:16:
1.先真空层吧，这个比较简单，一般来说大于10A应该够了，slab稍微大点看看真空到多少精度足够，还可以检查真空层中间是不是没有电荷分布了。另外两个比较麻烦，因为计算量要大些。
2.的确有这种情况。那个公式对 ...

还想问一句，人为地使slab上下一致可以吗？比如说添加原子层或是剔除，是否对模型的合理性有影响呢？回头再好好研究你给的文献和其他文献，谢谢
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9楼2010-01-29 21:10:14
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