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gemucai

木虫 (正式写手)

[交流] 为何用晶格常数的实验值计算声子? 已有5人参与

我最近看了好几篇文章,都是用晶格常数的实验值来计算声子。请问这种未经优化,晶格仍然有受力的结构计算出的声子准确不?

文献中只给出了他们用的是GGA,按理说GGA计算出的晶格常数应该偏大,跟实验值还是有一定出入的。
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yujia1983

木虫 (正式写手)

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sunyang1988(金币+2): 谢谢交流 2011-12-30 15:22:51
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7楼: Originally posted by souledge at 2011-12-29 10:23:49:
那也得看你在C方向的K点疏密及截断能大小等计算参数,总的来说,在CASTEP中计算石墨还是能收敛的。
其实计算石墨最头疼的,是C方向的声子色散谱似乎是虚的……

不知道用的是哪个版本的MS,可能后面的版本算起来会好些,但是GGA优化结构的时候石墨c轴确实会拉长很多,肯定不能算声子谱,一般固定晶格常数就可以了,毕竟DFT没有考虑层间的范德华力的作用,但是LDA却能收敛,c轴和实验值差不多,一般层状的结构建议用LDA.
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10楼2011-12-30 10:33:23
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souledge

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fzx2008(金币+1): 谢谢指教 2011-12-28 13:02:35
ben_ladeng(专家考核): 2012-01-17 12:58:41
理论上应该不太准~不过在平衡位置附近的话,色散谱形状上差别不大,就是绝对数值上可能会偏大一点~除非是各向异性比较重,或者是对压强敏感的材料模型~
思想重于技巧,内涵重于表象
2楼2011-12-28 12:59:30
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gemucai

木虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by souledge at 2011-12-28 12:59:30:
理论上应该不太准~不过在平衡位置附近的话,色散谱形状上差别不大,就是绝对数值上可能会偏大一点~除非是各向异性比较重,或者是对压强敏感的材料模型~

谢谢,不过有篇PRL文献(PRL,93,185503)第一页第四段很明确地指出了他们算石墨的时候用的是实验值,第五段指出用实验值算gamma点声子能准确复制实验的结果。我当时就囧了。

石墨应该是各向异性很强的材料吧?
3楼2011-12-28 14:35:51
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souledge

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liliangfang(金币+1): 多谢交流 2011-12-28 15:16:21
youzhizhe(金币+3, 专家考核): 谢谢交流。已计入专家考核存档。 2011-12-29 15:30:16
引用回帖:
3楼: Originally posted by gemucai at 2011-12-28 14:35:51:
谢谢,不过有篇PRL文献(PRL,93,185503)第一页第四段很明确地指出了他们算石墨的时候用的是实验值,第五段指出用实验值算gamma点声子能准确复制实验的结果。我当时就囧了。

石墨应该是各向异性很强的材料吧?

石墨本身各向异性比较强,但是问题是给出的声子谱都是在石墨片层之中的,跟层间关系不大。而通过一般的经验可以知道,对于每个石墨层,其结构很稳定,即使relax的结果跟实验值也很相近~
事实上,看文章的Fig 1,使用实验晶格常数和理论晶格常数的结果与实验值都比较接近,并且趋势相同。而GGA一般是高估晶格常数的,所以键强可能会比实际值稍弱,得到低一点的声子频率也是正常。
个人认为,这个文章能说明的最大问题就在于(对做计算的人来说,不针对文章中材料的研究),半经验的作法可能会比完全满足物理收敛和逻辑条件的结果要好……
顺便,因为没计算过graphite,所以不敢乱说,但是依然想问,如果用LDA,会不会情况就完全不同了~
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4楼2011-12-28 14:51:18
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gemucai

木虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by souledge at 2011-12-28 14:51:18:
石墨本身各向异性比较强,但是问题是给出的声子谱都是在石墨片层之中的,跟层间关系不大。而通过一般的经验可以知道,对于每个石墨层,其结构很稳定,即使relax的结果跟实验值也很相近~
事实上,看文章的Fig 1 ...

谢谢你还帮我分析了这篇文献。我觉得也不排除他们用优化好的石墨晶格常数得到的结果比较糟糕,所以没写上来。呵呵
5楼2011-12-28 15:26:17
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yujia1983

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sunyang1988(金币+1): 谢谢交流 2011-12-30 15:16:49
石墨用GGA优化应该不收敛,c值会拉长很多,最后变成石墨烯,因此用实验值去计算是对的,但是也有很多麻烦,只是石墨是特例。用LDA应该收敛,可以试试!
ps:我说的是针对用CASTEP计算的情况,不知道LZ用的什么软件
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6楼2011-12-29 10:16:03
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souledge

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youzhizhe(金币+2, 专家考核): 谢谢交流。已计入专家考核存档。 2011-12-29 15:30:30
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6楼: Originally posted by yujia1983 at 2011-12-29 10:16:03:
石墨用GGA优化应该不收敛,c值会拉长很多,最后变成石墨烯,因此用实验值去计算是对的,但是也有很多麻烦,只是石墨是特例。用LDA应该收敛,可以试试!
ps:我说的是针对用CASTEP计算的情况,不知道LZ用的什么软件

那也得看你在C方向的K点疏密及截断能大小等计算参数,总的来说,在CASTEP中计算石墨还是能收敛的。
其实计算石墨最头疼的,是C方向的声子色散谱似乎是虚的……
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7楼2011-12-29 10:23:49
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gmmy

木虫 (小有名气)

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liliangfang(金币+1): 多谢交流 2011-12-29 21:19:06
fzx2008(金币+1): 谢谢指教 2011-12-29 21:46:41
引用回帖:
7楼: Originally posted by souledge at 2011-12-29 10:23:49:
那也得看你在C方向的K点疏密及截断能大小等计算参数,总的来说,在CASTEP中计算石墨还是能收敛的。
其实计算石墨最头疼的,是C方向的声子色散谱似乎是虚的……

C方向的声子色散谱好像就应该是虚的,这个是石墨片自发产生皱褶的原因
8楼2011-12-29 20:34:29
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souledge

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liliangfang(金币+1): 多谢交流 2011-12-29 22:33:27
ben_ladeng(专家考核): 2012-01-17 12:59:14
引用回帖:
8楼: Originally posted by gmmy at 2011-12-29 20:34:29:
C方向的声子色散谱好像就应该是虚的,这个是石墨片自发产生皱褶的原因

所以问题就在这里,它虚是正常的,但是如果考虑到热力学,作为碳单质,石墨比金刚石稳定,所以每次涉及到生成能时就要考虑石墨~而由于有虚频,所以无法根据统计热力学的方法计算vibrational free energy……
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9楼2011-12-29 22:01:57
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