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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 » Vasp&MedeA » 【求助】计算表面能要不要固定中间的原子
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sunyang1988

至尊木虫 (著名写手)

[交流] 【求助】计算表面能要不要固定中间的原子 已有8人参与

文献上很多都是固定一部分中间原子两边驰豫，可师兄告诉我充分驰豫更好，对这个地方一直很困惑，请大家指教
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心之所向无惧无悔
1楼 2010-08-17 22:42:50
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

stractor

金虫 (著名写手)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
cenwanglai(金币+2):呵呵，谢谢回复！ 2010-08-19 17:15:30
要固定中间原子或者底层原子，这才符合物理模型。这要从实际的表面考虑。真实的表面只有一个面与真空接触。发生吸附的时候也只有与真空接触的最外面几层原子的位置会变化。那么优化的时候底层的原子层就应该固定在体材料的位置而只让上面几层原子动。
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4楼2010-08-19 16:20:17
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)
★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
sunyang1988(金币+5):多谢侯老师指点 2010-08-22 00:31:16
zzy870720z(金币+2):多谢侯老师指教 2010-08-22 13:03:40
做slab模型表面的计算，一般有两种方式：单表面，即将slab模型中几个底部原子层(bottom atomic layers)固定，而只对其他的原子层进行优化，对于有些有悬挂键的半导体表面(比如Si, 或GaAs的)可能还需要对最底层有悬挂键的原子层用氢饱和，采用单表面模型时，需考虑dipole correction。双表面，即考虑slab模型中有上下两个表面，可能的话，尽量将上下两个表面取的对称，比如有吸附的情况，在上表面需放置吸附物，下表面对称的位置上也需放上吸附物，这种双表面模型中，原子层数较多，结构优化时，通常将中间2-3层左右的原子层固定。如果上下表面是对称的，那就不需要做dipole correction了。
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8楼2010-08-21 20:40:58
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valenhou001

至尊木虫 (职业作家)
★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
zzy870720z(金币+3):谢谢侯老师指导 2010-08-22 13:04:32
计算表面能时，用slab的总能减去各个元素的化学势之和，再除上表面的面积：
E(surface energy) = [ E_tot(slab) - \sum_i n_i \mu_i ]/ A或2A
\mu_i是slab模型中元素i 的化学势, n_i是slab中相应元素的原子的个数， E_tot(slab)是slab模型的总能， A是表面原胞的面积，A或2A取决于是单表面还是双表面模型。

其实可以对一个简单的Al(001)体系做个测试，看单表面和双表面的slab模型给出来的surface energy的差别，以及计算量大小的差别。

有兴趣的可以读读：

A. Michaelides and M. Scheffler, An introduction to the theory of metal surfaces. To appear in: Textbook of Surface and Interface Science, Vol. I. (Ed.) K. Wandelt, Wiley-VCH (2010).

http://www.fhi-berlin.mpg.de/th/ ... pter_Submission.pdf
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11楼2010-08-22 10:02:48
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普通回帖

jiewei

专家顾问 (著名写手)

小才
★
zzy870720z(金币+1):谢谢交流 2010-08-18 08:23:27
固定中间原子可以简化运算量, 充分驰誉算得更好
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我想做个科学家，可我又喜欢写诗；我想做一个诗人，可我却读的理工科..
2楼2010-08-17 23:57:41
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sunyang1988

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by jiewei at 2010-08-17 23:57:41:
固定中间原子可以简化运算量, 充分驰誉算得更好

原来还是充分驰豫好，多谢指教
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心之所向无惧无悔
3楼2010-08-18 00:26:20
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freer007

木虫 (正式写手)
★ ★
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aylayl08(金币+1):谢谢回复交流 2010-08-20 10:35:22
楼上说得对，模型一定要符合实际情况。所以要固定
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5楼2010-08-20 08:45:38
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sunyang1988

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by freer007 at 2010-08-20 08:45:38:
楼上说得对，模型一定要符合实际情况。所以要固定

我问师兄时也是这么问的，可师兄说实际情况是下面几层都有驰豫，只是在下面驰豫比较小而已，并非完全固定。何况通常取的表层也不是很多，真正模拟实际情况的是所有原子充分驰豫。不过两种方法差别一般不大，充分驰豫下面几层原子也基本不怎么动
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心之所向无惧无悔
6楼2010-08-20 19:12:02
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chensxxy

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
zzy870720z(金币+1):谢谢回复，最好能说明原因，模拟表面下面几层还是要固定的吧，计算表面能也应该固定才对啊 2010-08-21 08:02:20
如果要计算表面能的话，不能固定原子！
因为计算表面能时，在模型中存在上下2个表面，你从表面能的计算公式可以看出来要除以2A。如果你固定了底层的原子，就会造成表面能偏大。

[ Last edited by chensxxy on 2010-8-21 at 08:43 ]
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尊崇自然，敬畏生命！
7楼2010-08-20 19:52:17
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sunyang1988

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by valenhou001 at 2010-08-21 20:40:58:
做slab模型表面的计算，一般有两种方式：单表面，即将slab模型中几个底部原子层(bottom atomic layers)固定，而只对其他的原子层进行优化，对于有些有悬挂键的半导体表面(比如Si, 或GaAs的)可能还需要对最底层有悬 ...

对于单表面计算我不太明白，对于slab模型两个表面都面对着真空，如果固定一个表面，那这个表面的能量与体相相差很大吧，这样算出来的表面能可靠吗
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心之所向无惧无悔
9楼2010-08-22 00:34:59
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hgye

金虫 (小有名气)
★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
zzy870720z(金币+1):谢谢参与讨论 2010-08-22 13:04:12
单表面情况下算不出绝对表面能，只能比较不同表面结构的相对能量。单表面用于slab上下两个面结构不同的时候，这时即使不固定也算不出每个面独立的表面能。
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10楼2010-08-22 08:05:28
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