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掺杂后形成能的计算
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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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你所提到的那篇文章里的做法不全。 1、先计算fcc Ag, hcp Zn, O2分子,Ag和O形成的氧化AgO, Ag2O3, Ag2O, Ag3O4; Zn和O形成的氧化物ZnO2, ZnO等的总能; Ag与Zn形成的化合物AgZn和Ag5Zn8的总能 2、由上一步得到总能,计算出各个化合物(AgO, Ag2O3, Ag2O, Ag3O4, ZnO2, ZnO, AgZn和Ag5Zn8)的形成能。 3、根据这些化学物的形成能与Zn化学势、Ag化学势、氧化学势的等式关系,以及不等式,采用linear programming(线性规划)的方法可导出Zn化学势和Ag化学势的变化范围。linear programming的方法,需要自己动手编写代码来实现。比如excel或python里的numpy。 http://www.tceic.com/72g416250722192k4536l6h3.html http://docs.scipy.org/doc/scipy/ ... timize.linprog.html 假设Zn, Ag, O的化学势分别为x, y, z(也就是delta \mu = \mu -mu_0); AgO, Ag2O3, Ag2O, Ag3O4, ZnO2, ZnO, AgZn和Ag5Zn8的形成能分别为 f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7, f8(单位为eV/分子式). x =< 0; y = <0; z = < 0; y+z =< f1; 2y+3z =<f2; 2y+z =<f3; 3y+4z =<f4; x+2z =<f5; x+z =<f6; x+y =<f7; 5y+8x=<f8; 由这些不等式就可以确定x, y, z的范围。 考虑到ZnO是被掺杂的主体材料,可以将上面与ZnO的不等式(x+z=<f6)改为等式(x+z=f6)的限制条件。 知道了O的化学势,可将它转换为O2的温度和压强关系。如: J. Appl. Phys. 115, 124104 (2014); http://dx.doi.org/10.1063/1.4869539 (附,想做缺陷和掺杂方面的计算研究,要合作的话可找我。) |
29楼2016-06-17 14:34:24
2楼2012-06-20 15:22:40
6楼2012-06-20 16:24:02
8楼2012-06-20 16:25:37
简单回复
2012-06-20 16:16
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狗狗529(金币+2): 谢谢参与

















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