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狗狗529

铁虫 (小有名气)


[交流] 掺杂后形成能的计算

看到一篇文献,关于形成能的计算不知道对不对,请高手指点一下
是在ZnO纳米线掺杂Ag,这就涉及到形成能的计算,文献中是用这个公式算的
                   Ef=E(Ag:ZnO)-E(ZnO)+△nZnμZn+△nOμO-△nAgμAg
其中,E(Ag:ZnO)和E(ZnO)分别是掺杂与未掺杂的总能,(Δn is the
number of ions (Zn, O, or Ag) changed between a perfect cell
and its corresponding reservoir to form a defect),△nZn、△nO分别是被Ag取代的个数吧    μ是化学势,这儿的关键也就是计算化学势了
文献中提到的化学势有两个极限。上限是μZn(Zn-rich conditions)和μO (O-rich
conditions)   下限是μZn(O-richconditions)和μO(Zn-rich conditions)
现在涉及到两个极限化学势的计算了   ,也是最令我困惑的
上限
         μZn(Zn-rich conditions)=total energies of metallic Zn (单质锌的总能)
         μO (O-richconditions)=total energies of gaseous O2 per atom(氧气二分之一)
下限
         μZn(O-rich conditions)和μO(Zn-rich conditions)下面分别用  μZn 和μO表示
          有       μZn+ μO=μZnONW
            而             μZn(O-rich)=μZn (metal)+ΔHf(ZnONW)
                             μO(Zn-rich)=(1/2)μO2+ΔHf(ZnONW)
其中,上两式中的ΔHf(ZnONW)(the heat of formation of the ZnO NW),即焓。
                        ΔHf(ZnONW)=μZnONW一μZn(metal)一(1/2)μO2
还有,μAg的计算,是选择了Ag2O(The reservoir chosen for Ag is Ag2O, and the chemical potential of Ag in the two limiting oxygen environments are obtained from the equilibrium conditions),即是Ag在两个O极限下的化学势可以由以下平衡条件得出:
                                  2μAg+μO=μAg2O
这里的意思应该就是指,用μO(O-rich)和μO(Zn-rich),从而得到两种极限条件下的μAg,这样理解对吗各位大侠??
还有一个问题,这儿提到的O-rich conditions和Zn-rich conditions,具体指的是,在纳米线掺杂时的不同掺杂位置,还是真正意思上的两个理论极限??我可以这样理解吗??就是在计算形成能的时候,直接用得到的在两种极限条件下化学势代入形成能公式,从而计算出形成能,这样做可以吗???
哪位大侠也计算过纳米线掺杂后的形成能,请指点指点,还有其他的方法吗,比较迷惑啊
先谢谢各位大侠了啊
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acridine

木虫 (正式写手)


★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
WDD880227: 金币+1, 鼓励交流 2012-06-21 08:32:07
引用回帖:
14楼: Originally posted by 狗狗529 at 2012-06-20 21:27:53
如果考虑反应过程中反应物配比的极限情况 ,那这个形成能的计算可就要很复杂了啊  呵呵   我也想是通过两种极限情况下的化学势分别代入,求出相对应的形成能。事实上,文献上确实也是这样做的啊,那有没有计算形成 ...

这个已经不算复杂的了。
其实形成能的公式就是前面给出的,本身并不复杂,所以也不存在所谓更好的方法。
你觉得麻烦的地方应该是化学势的讨论,其而本质上的过程是:讨论各种反应条件下各个元素的化学势,并由此化学势得到该反应条件下的形成能。
所以这个讨论是否复杂并不是你选择的方法所决定的,而是取决于你所模拟的反应是否复杂。
如果反应条件是固定不变的,那么计算该反应条件下的形成能就可以
而象你给出的例子,是想要讨论不同反应配比对形成能的影响,那么就要计算多个形成能
如果反应条件中还涉及温度、压强等等参数,那么讨论的过程就更复杂了。
16楼2012-06-20 22:05:24
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yuanyeguhong

至尊木虫 (文坛精英)



狗狗529(金币+2): 谢谢参与
顶贴!
2楼2012-06-20 15:22:40
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狗狗529

铁虫 (小有名气)


期待高手给与解答,自己顶下
6楼2012-06-20 16:24:02
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acridine

木虫 (正式写手)


★ ★ ★
狗狗529(金币+2): 谢谢参与
WDD880227: 金币+2, 多谢指导 2012-06-20 18:29:03
对于计算过程以及公式的理解没有太大的问题。
至于这里的富O或富Zn,代表真实反应过程中反应物配比的极限情况,比如这里可以分别看做反应物中O2完全过量和Zn完全过量这两种极限情形。
而计算形成能的时候并非将两种情形的化学势同时代入公式,而是通过两种情形的化学势分别得到两种情况下的形成能。
一般来说形成能都是使用类似的公式进行计算,只是根据反应的不同,其中各个元素化学势之间的关系会有所不同。
8楼2012-06-20 16:25:37
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简单回复
2012-06-20 16:16   回复  
狗狗529(金币+2): 谢谢参与
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