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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VASP 处理带电缺陷的问题！能量变化太大
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utimasa

新虫 (初入文坛)

[求助] 求助VASP 处理带电缺陷的问题！能量变化太大

本人正在算一个半导体氧化物中引入N杂质，N替换O，计算其形成能。
首先计算了中性缺陷，体系的总能： ETOT= -648.481449 eV
然后计算N（-1）,体系的总能，将NELECT设为NELECT(原来的中性体系）+1
得到ETOT=-643.658924 eV

竟然相差4.82eV。
也就是说如果N得到一个电子，体系的能量竟然增加了4.82eV.
其他参数都是一样，没有变化。
根据实验，N是很好的受主，应该是容易得到电子。
百思不得其解。
望有高手指点一二！ 不胜感激！

以下是输入文件INCAR：

NWRITE = 2 # verbosity write-tag(how much is written)
PREC = Normal
ISTART = 0 # startjob 0=new 1=cont 2=samecut
ISPIN = 2 # spin polarized calculation (2=yes,1=no)
INIWAV = 1 # initial electr wf 0=lowe 1=rand
ENCUT = 450.0 eV
EDIFF = 1.0E-06
NSW = 0 # number of steps for ionic upd
IBRION = -1 # ionic relaxation 0=MD 1=quasi-New 2=CG
ISIF = 2
ISMEAR = 0 # partial occupancies -5=Blochl(energy) -4=tet -1=fermi 0=gaussian >0 MP(force)
SIGMA = 0.05
LORBIT = 11 # 0 simple, 1 ext, 2 COOP (PROOUT)
# NELECT = 702.0000
#plus U

LDAU=.TRUE.
LDAUTYPE=2
LDAUL= -1 -1 -1 2
LDAUU=0.00 0.00 0.00 5.2
LDAUPRINT=2
LMAXMIX=4

[ Last edited by utimasa on 2012-2-12 at 21:31 ]
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1楼 2012-02-12 21:29:50
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

acridine

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
贺仪(金币+2, 专家考核): 多谢指教 2012-02-15 22:22:17
utimasa(金币+8): ★★★★★最佳答案 2012-02-16 20:03:46
两个体系电子数目不等，直接比较总能量是没有意义的。
如果真的要比带电前后的能量差别，那也应该是比较：（"中性体系+一个额外电子"的总能量)与（"带一个电子体系"的总能量)
后一项自然是你计算得到的Etot
前一项还需要加上一个电子的能量，但这个能量的定义方式需要结合具体情况。比如你这里，如果认为这个电子是从半导体氧化物中转移来的，那么这个电子的能量就是半导体氧化物的费米能级的能量。不过实际计算的时候不能直接把bulk计算得到的Ef直接拿来用，因为还要考虑不同计算时候的band align。
关于缺陷形成能的计算和讨论可以看看这篇综述，里面介绍的比较详细
J. Appl. Phys. 95, 3851 (2004)
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6楼2012-02-15 17:46:46
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普通回帖

uuv2010

荣誉版主 (职业作家)

优秀版主
franch(金币+1): 鼓励交流。。 2012-02-13 20:38:25
这里讲的‘带电缺陷’是指对缺陷体系进行载流子掺杂吗？
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2楼2012-02-13 15:01:39
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utimasa

新虫 (初入文坛)
WDD880227: 回答楼上的问题时，采用“引用回复”，楼上就能及时收到信息哦~~ 2012-02-14 19:32:43
是指引入p型杂质，目的是带来空穴载流子
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3楼2012-02-14 09:10:03
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buct2010

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
WDD880227(金币+1): 感谢交流 2012-02-14 19:33:05
你要知道，P型掺杂引入空穴的原因是N从体系周围的原子中得到了一个电子（N是很好的受主）。你现在对这个体系引入一个电子，不能说它就能被N得到吧。
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4楼2012-02-14 14:36:15
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WDD880227

木虫 (正式写手)
贺仪(金币+1): 多谢指教 2012-02-15 22:21:58
引用回帖:
4楼: Originally posted by buct2010 at 2012-02-14 14:36:15:
你要知道，P型掺杂引入空穴的原因是N从体系周围的原子中得到了一个电子（N是很好的受主）。你现在对这个体系引入一个电子，不能说它就能被N得到吧。

对这个体系引入一个电子，这个电子应该是在N的空轨道上的~~
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smiling&fighting...
5楼2012-02-14 19:34:19
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WDD880227

木虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by acridine at 2012-02-15 17:46:46:
两个体系电子数目不等，直接比较总能量是没有意义的。
如果真的要比带电前后的能量差别，那也应该是比较：（"中性体系+一个额外电子"的总能量)与（"带一个电子体系"的总能量)
后一项自然是 ...

请问band align您是怎么做的呢？
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smiling&fighting...
7楼2012-02-16 08:46:07
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utimasa

新虫 (初入文坛)
WDD880227(金币+2): 感谢交流提示 2012-02-19 20:16:04
引用回帖:
楼: Originally posted by acridine at 2012-02-15 17:46:46:
两个体系电子数目不等，直接比较总能量是没有意义的。
如果真的要比带电前后的能量差别，那也应该是比较：（"中性体系+一个额外电子"的总能量)与（"带一个电子体系"的总能量)
后一项自然是 ...

谢谢。
我看了下文献，看来是应该加上一个 q*（E_VBM+deltaV）.
E_VBM是理想晶体的价带顶能量。
deltaV就是band alignment。
计算不同带电荷的缺陷时这个deltaV是不一样的。
关键就是编个程序算deltaV了。
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8楼2012-02-16 19:47:03
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huangll99

木虫 (职业作家)
楼主算成功了分享一下经验吧
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9楼2012-02-19 19:24:28
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linghu.jj

新虫 (初入文坛)
请问楼主你最后算成功了吗? 我在算形成能时也遇到了跟你一样的问题——加上一个电荷后能量相差很大（3点多个ev)。看上面大家的讨论貌似是用E-VBM和Band-align来抵消这个差距的。可是我的这两项算出来只有零点多。不足以抵消能量之间三点多的差距。算出来中性和-1价的形成能关于费米能的直线不相交。请指点迷经，感激不尽！
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10楼2012-06-26 11:43:57
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