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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 » [求助完毕]单原子掺杂金属氧化物，不同位置氧空位形成能不一样，这是为什么呢？
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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

老和山猥琐派九段

优秀版主

[求助] [求助完毕]单原子掺杂金属氧化物，不同位置氧空位形成能不一样，这是为什么呢？

某个金属氧化物AO, 用B取代表面上一个A原子。不同位置形成氧空位所需要的能量是不一样的。模型如下图所示，红色为氧原子，掺杂原子标注为dopant.图中标出了形成单氧空位的1~3三个不同位置。假设氧空位形成能依次为-0.6eV, 0.3eV, 0.8eV. 如何让解释这三个位置上氧空位形成能的差异呢？

解释氧空位形成能的差异的时候，我觉得可以从两个角度来说：
（1）氧空位处与掺杂点之间的相互作用不同导致氧空位形成能不同；
（2）分析PDOS，找出不同氧空位结构的TDOS和PDOS，仔细对比能量低的态来。然后说一通杂化之类的dongdong.

但是，氧空位形成能差别就那么一点点，电子占据态的差别也就在一个电子的量级上，这在动辄几百个电子的超胞背景中，被掩盖得体无完肤。

请问各位虫子是怎么处理的呢？欢迎提供文献或者建议！！！


金属氧化物表面取代掺杂模型。dopant为取代掺杂原子。标注1~3的红色原子表示三个氧空位形成位置。

[ Last edited by cenwanglai on 2011-12-8 at 09:23 ]
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1楼 2011-11-28 16:49:29
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guyu-shijie

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
franch(金币-1): 你这不算应助吧，，下次这类回帖不要点应助回帖，直接回复即可 2011-11-28 21:33:13
好难啊。。。。不懂哎
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胜利就是在你坚持不住的时候再坚持一下。。。。
2楼2011-11-28 17:08:31
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spur

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
fzx2008(金币+2): 谢谢指教 2011-11-29 08:04:41
如果所有Ti的位置是等价的，所有O的位置也是等价的，那按道理来说，你取代任何一个地方的Ti，然后在其附近产生O空位也是等价的。建议用ISIF=3进行多次结构优化直到收敛所需离子步少于3。
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3楼2011-11-29 01:45:24
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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

老和山猥琐派九段

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引用回帖:
3楼: Originally posted by spur at 2011-11-29 01:45:24:
如果所有Ti的位置是等价的，所有O的位置也是等价的，那按道理来说，你取代任何一个地方的Ti，然后在其附近产生O空位也是等价的。建议用ISIF=3进行多次结构优化直到收敛所需离子步少于3。

你说的对。

我的问题是：在掺杂位置最邻近，次临近以及次次临近等位置氧空位形成能的差异存在的原因。而不是slab上不同位置掺杂，掺杂位置附近的形成能。
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4楼2011-11-29 09:02:04
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涅磐BornFirn

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
fzx2008(金币+1): 谢谢交流 2011-11-29 13:18:20
Zr 掺杂引起表面电荷布局分布变化，可以考虑下EDD 和 PA 结合分析键的变化！
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5楼2011-11-29 11:50:43
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spur

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
fzx2008(金币+2): 谢谢指教 2011-11-30 07:45:40
cenwanglai(金币+5): 谢谢回复~ 2011-11-30 08:40:02
引用回帖:
4楼: Originally posted by cenwanglai at 2011-11-29 09:02:04:
你说的对。

我的问题是：在掺杂位置最邻近，次临近以及次次临近等位置氧空位形成能的差异存在的原因。而不是slab上不同位置掺杂，掺杂位置附近的形成能。

在掺杂位置最邻近，次临近以及次次临近等位置氧空位形成能当然有差别，这掺杂原子Zn与空位是有相互作用的。距离不一样，相互作用强度肯定是不一样的。而且掺杂原子Zn本身与O的相互作用也与Ti与O之间的相互作用不同。
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6楼2011-11-30 01:02:12
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windowtt

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

cenwanglai(金币+3): 谢谢回复~ 2011-11-30 08:50:44
引用回帖:
6楼: Originally posted by spur at 2011-11-30 01:02:12:
在掺杂位置最邻近，次临近以及次次临近等位置氧空位形成能当然有差别，这掺杂原子Zn与空位是有相互作用的。距离不一样，相互作用强度肯定是不一样的。而且掺杂原子Zn本身与O的相互作用也与Ti与O之间的相互作用不 ...

同意。
距离不同，相互作用不同，所以形成能有差异，应当是肯定的。

Zr－O与Ti－O相互作用的不同，也会对这种差异有所贡献。

至于贡献的方向，就看二者的相对关系了。
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7楼2011-11-30 08:35:13
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cenwanglai

荣誉版主 (知名作家)

老和山猥琐派九段

优秀版主
引用回帖:
6楼: Originally posted by spur at 2011-11-30 01:02:12:
在掺杂位置最邻近，次临近以及次次临近等位置氧空位形成能当然有差别，这掺杂原子Zn与空位是有相互作用的。距离不一样，相互作用强度肯定是不一样的。而且掺杂原子Zn本身与O的相互作用也与Ti与O之间的相互作用不 ...

掺杂原子与氧空位之间的相互作用如何讨论呢？

如果通过PDOS来讨论，那需要牵扯好几个原子的比较，讨论起来如隔靴搔痒。

如果氧空位不在掺杂位置附近的话，如何区分局域性的作用（氧空位和空位边上的原子）和长程作用（氧空位和掺杂原子）呢？
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8楼2011-11-30 08:44:21
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cenwanglai

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老和山猥琐派九段

优秀版主
引用回帖:
7楼: Originally posted by windowtt at 2011-11-30 08:35:13:
同意。
距离不同，相互作用不同，所以形成能有差异，应当是肯定的。

Zr－O与Ti－O相互作用的不同，也会对这种差异有所贡献。

至于贡献的方向，就看二者的相对关系了。

应该有一种比较好的方式，来描述掺杂原子与远处氧空位之间的相互作用。这种作用与掺杂原子与氧空位之间的距离有关，距离越近作用越强，距离越远，作用越弱。

这个模型是否可以考虑成“掺杂位置的多余正电荷，与氧空位处的多余负电荷之间的静电作用呢？如果有这方面的文献，希望提供~~

[ Last edited by cenwanglai on 2011-11-30 at 08:50 ]
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9楼2011-11-30 08:48:50
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spur

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

cenwanglai(金币+10): 谢谢分享~ 2011-11-30 10:47:17
cenwanglai(金币+2): 拜读了你的文章，没有找到不同位置氧空位形成能差异原因的解释，请指教~ 2011-12-07 08:12:39
引用回帖:
8楼: Originally posted by cenwanglai at 2011-11-30 08:44:21:
掺杂原子与氧空位之间的相互作用如何讨论呢？

如果通过PDOS来讨论，那需要牵扯好几个原子的比较，讨论起来如隔靴搔痒。

如果氧空位不在掺杂位置附近的话，如何区分局域性的作用（氧空位和空位边上 ...

那我就献一下丑。附件为我的一篇pccp的文章。呵呵。里面有讨论空位与掺杂原子之间的相互作用如何计算。
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