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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 » MS » 【求助】继续讨论关于形成能的问题
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xiaobai216

新虫 (初入文坛)

[交流] 【求助】继续讨论关于形成能的问题

以金刚石结构的64原子硅晶胞为例：

    在64-atom supercell中构建加入一个间隙位的氧原子，计算间隙氧原子的形成能。按照形成能公式

                                        Ef=E[Si64Oi]-sum_nμ，

其中E[Si64Oi]是掺杂后的缺陷体系的能量，n是体系中不同原子的个数，μ是体系中各种原子的化学势；则

                                       Ef=E[Si64Oi]-64E[Si]-E[Oi]

1. 这种计算方法正确吗？是否要考虑电价的影响即形成能公式中加入Q项？

2.如果采用这种计算方式的话，需要考虑原子的化学势，则：

    1） μ可用单个原子的能量来代替吗？计算Si的单原子能量能否用一个完整的硅晶胞     计算单点能后除以晶胞中的原子个数来得到？之前也有讨论说建立一个大的空立方格子，在格子中心放一个硅原子做能量计算，我比较了两种方法，发现所得的能量有比较大的差值；

    2）如果化学势可以用单个原子的能量来代替的话，那单个氧原子的能量怎么来计   算？之前有讨论说建立大的空格子在中心放一个氧分子，计算的能量后除以2得单个氧原子的能量，对吗？

[ Last edited by xiaobai216 on 2010-10-27 at 12:19 ]
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第一性原理新手...非常非常新
1楼 2010-10-27 11:47:39
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cash_ms

木虫 (正式写手)
★ ★
bingmou(金币+2):感谢交流 2010-10-27 16:41:45
xiaobai216(金币+5):嗯，谢谢指教^_^ 2010-10-27 16:46:15
引用回帖:
Originally posted by xiaobai216 at 2010-10-27 11:47:39:
以金刚石结构的64原子硅晶胞为例：

    在64-atom supercell中构建加入一个间隙位的氧原子，计算间隙氧原子的形成能。按照形成能公式

                                        Ef=E[Si64Oi]-sum_nμ，

...

如果让我计算的话，我会按照公式
Ef=E[Si64O]-E[Si]-E[O]
其中E[Si64O]是填隙O原子之后的supercell的总能量
E[Si]是未填O原子之前含有64个Si原子的supercell的总能量
E[O]是单个O原子能量，可以采取计算大盒子里面放置单个氧原子的方式算出
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2楼2010-10-27 15:19:28
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study163

木虫 (正式写手)

天生我材
★ ★
bingmou(金币+2):感谢参与 2010-10-27 16:42:08
xiaobai216(金币+5):谢谢指教，还有两个问题不大清楚... 2010-10-27 16:49:26
Ef=E[Si64Oi]-E[Si64]-E[Oi]

因为你讨论的是si64的吸附性质，所以要用si64的单点能作为参考能量。
另外计算单个硅原子能量可以计算硅晶体的总能，再除以每个晶胞中硅的数目。
氧原子的能量同样可以计算氧分子的能量，再除以二。计算氧分子的能量时，把氧分子放在一个大的晶胞里。
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我的计算我做主
3楼2010-10-27 16:39:08
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xiaobai216

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
Originally posted by cash_ms at 2010-10-27 15:19:28:

如果让我计算的话，我会按照公式
Ef=E[Si64O]-E[Si]-E[O]
其中E[Si64O]是填隙O原子之后的supercell的总能量
E[Si]是未填O原子之前含有64个Si原子的supercell的总能量
E[O]是单个O原子能量，可以采取计算大盒 ...

嗯，我也同意用这种方法计算。关于单个原子的能量，我计算过单个Si原子的能量，分别是建立大的立方空胞，在空胞中心放一个硅原子和建立一个超胞后计算超胞总能除以超胞中的原子数得到的，但两者存在较大6 eV的能量差。请问哪一种方法更精确一些？
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第一性原理新手...非常非常新
4楼2010-10-27 16:44:10
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xiaobai216

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
Originally posted by study163 at 2010-10-27 16:39:08:
Ef=E[Si64Oi]-E[Si64]-E[Oi]

因为你讨论的是si64的吸附性质，所以要用si64的单点能作为参考能量。
另外计算单个硅原子能量可以计算硅晶体的总能，再除以每个晶胞中硅的数目。
氧原子的能量同样可以计算氧分子 ...

您所说的建立一个晶胞将氧分子放进去，所建的这个晶胞是指空格子吗？然后在中心放入氧分子计算总能对吗？我之前计算过建立空格子放进一个Si原子后计算单个硅原子的能量，与建立超胞后得到总能除以超胞中的硅原子数得到的单个硅原子能量差值比较大，请问哪种计算方式更精确？
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第一性原理新手...非常非常新
5楼2010-10-27 16:52:36
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study163

木虫 (正式写手)

天生我材
xiaobai216(金币+2): 2010-10-28 12:07:29
对，计算氧分子的单点能的时候就是用空的晶胞。你计算单个si与计算si晶体时的计算参数 是一样的吗
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我的计算我做主
6楼2010-10-27 20:54:55
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xiaobai216

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
Originally posted by study163 at 2010-10-27 20:54:55:
对，计算氧分子的单点能的时候就是用空的晶胞。你计算单个si与计算si晶体时的计算参数 是一样的吗

就算单个硅时的k点是设置的Gamma点，而计算Si晶体时K点是MP2×2×2,是K点造成的差异吗？之前听人说过计算单个Si能量时K点只能设置成Gamma点。另外，氧分子怎么添加呢？直接Import是不可能的，没有O2.msi 吧，那该怎么添加两个氧原子的分子形式呢？
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第一性原理新手...非常非常新
7楼2010-10-27 21:52:02
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awmc2008

至尊木虫 (文坛精英)

学习者
学习学习，谢谢楼主。
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xuexizhe
8楼2010-10-27 23:31:30
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ykwang

金虫 (正式写手)
★ ★
xiaobai216(金币+5):谢谢，我觉得你说的很对，但用第一种方法得到的单个原子能量算得的空位形成能大的离谱，而第二种方法算得的与实验值倒是相近... 2010-10-28 12:09:25
cenwanglai(金币+2):谢谢回复！ 2010-10-28 13:52:22
引用回帖:
Originally posted by xiaobai216 at 2010-10-27 16:44:10:


嗯，我也同意用这种方法计算。关于单个原子的能量，我计算过单个Si原子的能量，分别是建立大的立方空胞，在空胞中心放一个硅原子和建立一个超胞后计算超胞总能除以超胞中的原子数得到的，但两者存在较大6 eV的 ...

如果你计算的是单晶Si中惨杂O原子的能量变化，那么2楼为正解。关于单个原子的能量，你的第一种计算方法是正确的，即建立大的立方空胞，在空胞中心放一个原子计算其Gamma点的能量即可。后一种方法计算的不是单个原子在真空中的能量，而是在单晶Si中的平均能量，这显然不是你所需要的。计算惨杂O原子的能量也是一个道理，不能按分子氧进行。
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Nothing_Is_Impossible!
9楼2010-10-28 10:43:27
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limin2007

铁杆木虫 (著名写手)
xiaobai216(金币+1): 2010-10-28 12:13:01
我最近也在计算小分子的能量，按照建立空的盒子，把原子放到里面去计算，最后计算的结果比别人理论计算的结果大，不过更接近实验上的数值，不知道这样算的对不对？但是我计算原子的能量是选择Gamma点与不选择这个Gamma点计算的结果也没有影响，不知你计算的结果又没有影响？
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10楼2010-10-28 11:14:25
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