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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 » 水分子在铜表面的吸附，跟文献结果不一致
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gleerat

木虫 (正式写手)

[求助] 水分子在铜表面的吸附，跟文献结果不一致

我算的是H2O在Cu(100)表面的吸附能，体系为
引用回帖:
Calculations were carried out using DFT Perdew–Wang 1991 (PW91)  exchange-correlation functional implemented in the plane-wave based code VASP . The electron–core interaction is described with the projector-augmented plane-wave (PAW) method. A plane-wave basis set with a kinetic energy cutoff of 400 eV was used. Test calculations on water adsorption at Cu(1 1 1) surface with a 500 eV cutoff produced the same adsorption energy and the almost unchanged geometry of water (Only the bond angle HOH differs by 0.2°.). Convergence criteria of 10E-5 eV for the self-consistent electronic minimization and 10E-4 eV for the total energy change between two consecutive ionic steps were adopted.
…………
A Monkhorst–Pack mesh [60] of (5 · 5 · 1) was used for integration over the Brillouin zone for the (1 1 1), (1 0 0), (1 1 0) and (2 1 1) surfaces.

Q.-L. Tang, Z.-X. Chen / Surface Science 601 (2007) 954–964
文献给出的结果

我的优化参数
引用回帖:
System = Cu(100)-surface H2O
PREC = Normal
EDIFF = 1E-5
EDIFFG = 1E-3
GGA = 91
ISPIN = 1
ICHARG = 2
ISTART = 0
ENCUT =  720
SIGMA =  0.2
ISMEAR = 1
NELMDL = -12        #
ALGO = Fast         #RMM-DIIS
ISIF = 2
IBRION = 1          #for:ZBRENT: increasing intervall
ADDGRID = .True.    #
NSW = 360           #try to increase it when cannot converage

LORBIT = 11
LREAL = Auto        #for large cell, if cell small,then set to .FALSE.
NCORE = 12          #for linux multicores, cores used per node
LPLANE = .TRUE.     #if very nodes used,then set to .FALSE.
LSCALU = .FALSE.
NSIM = 4
LWAVE = .FALSE.            #will not creat the wavecar
LCHARG = .FALSE.        #will not creat the chagcar

k点与文献一样（5 5 1）。这样得到的优化结构中，除了二面角与文献有出入（100.1度）之外，其他结构都符合得很好。
静态计算参数
引用回帖:
System = Cu(100)-surface H2O
PREC = ACCURATE
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = 1E-4
GGA = 91
ISPIN = 1
ICHARG = 2
ISTART = 0
ENCUT =  700
SIGMA =  0.2
ISMEAR = -5
NELMDL = -12        #
ADDGRID = .True.
IBRION = 1
ALGO = Fast         #RMM-DIIS

LORBIT = 11
LREAL = Auto        #for large cell, if cell small,then set to .FALSE.
NCORE = 12          #for linux multicores, cores used per node
LPLANE = .TRUE.     #if very nodes used,then set to .FALSE.
LSCALU = .FALSE.
NSIM = 4
LWAVE = .FALSE.            #will not creat the wavecar
LCHARG = .FALSE.        #will not creat the chagcar

计算得到的吸附能大小与文献相差就比较大了，我的计算结果为0.13eV。
是什么导致了这样的差异？

[ Last edited by gleerat on 2012-10-17 at 18:05 ]
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明察、慎思、笃行
1楼 2012-10-17 18:04:06
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gleerat

木虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by hakuna at 2012-10-18 00:04:20
你的INCAR里有些参数彼时必须的，譬如ISPIN、LORBIT.......
你的截断能太高了，浪费时间，那篇文章截断能最多400 eV.....
另外，注意一下你水分子的能量是怎么算的，是否放在一个大盒子里，取gama点计算得到..... ...

截断能是太高了，但是不至于影响结果吧。
其实，我再次优化出来的Cu(100)表面上top位模型中，结构与文献报道差不多，二面角98度，d(CuO)为2.33，吸附能为0.19eV。符合的还比较好。
但是对于bridge和center位吸附能就差别太大了，这样top位就不是稳定吸附位置了。
2-a       0.193551
2-b      0.192792
2-c      0.202398
这是哪里的问题呢？
文献PhysRevB.70.205410给出的趋势是0.25，0.14，0.04（方法不一致，不能直接比较，但是比较趋势还是应该可以的）。
INCAR.relax
引用回帖:
System = Cu(100)-H2O
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-5
EDIFFG = 1E-4
GGA = 91
ISPIN = 1
ICHARG = 2
ISTART = 0
ENCUT =  420
SIGMA =  0.1
ISMEAR = 1
NELMDL = -12        #
ALGO = Fast         #RMM-DIIS
ISIF = 2
IBRION = 1          #for:ZBRENT: increasing intervall
ADDGRID = .True.    #
NSW = 120           #

LORBIT = 11
LREAL = Auto        #for large cell, if cell small,then set to .FALSE.
NCORE = 12          #for linux multicores, cores used per node
LPLANE = .TRUE.     #if very nodes used,then set to .FALSE.
LSCALU = .FALSE.
NSIM = 4
LWAVE = .FALSE.            #will not creat the wavecar
LCHARG = .FALSE.        #will not creat the chagcar

INCAR.static
引用回帖:
System = Cu(100)-surface H2O
PREC = ACCURATE
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = 1E-4
GGA = 91
ISPIN = 1
ICHARG = 2
ISTART = 0
ENCUT =  420
SIGMA =  0.1
ISMEAR = -5
NELMDL = -12        #
ADDGRID = .True.
IBRION = 1
ALGO = Fast         #RMM-DIIS

LORBIT = 11
LREAL = Auto        #for large cell, if cell small,then set to .FALSE.
NCORE = 12          #for linux multicores, cores used per node
LPLANE = .TRUE.     #if very nodes used,then set to .FALSE.
LSCALU = .FALSE.
NSIM = 4
LWAVE = .FALSE.            #will not creat the wavecar
LCHARG = .FALSE.        #will not creat the chagcar
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明察、慎思、笃行
6楼2012-10-25 10:22:09
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hakuna

木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
sunyang1988: 金币+1, 谢谢交流 2012-10-18 10:08:02
你的INCAR里有些参数彼时必须的，譬如ISPIN、LORBIT.......
你的截断能太高了，浪费时间，那篇文章截断能最多400 eV.....
另外，注意一下你水分子的能量是怎么算的，是否放在一个大盒子里，取gama点计算得到.....
水分子在金属表面吸附时，起作用的是3a1，水分子平面应该与表面间有一个大约7°左右的夹角，吸附稳定位时top.....
供你参考吧
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2楼2012-10-18 00:04:20
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gleerat

木虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by hakuna at 2012-10-18 00:04:20
你的INCAR里有些参数彼时必须的，譬如ISPIN、LORBIT.......
你的截断能太高了，浪费时间，那篇文章截断能最多400 eV.....
另外，注意一下你水分子的能量是怎么算的，是否放在一个大盒子里，取gama点计算得到..... ...

我用这样的参数设置算出来的吸附能为
引用回帖:
top           0.160811
center      0.126289
bridge      0.167322

但是按照文献稳定吸附位置应该是top位。
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明察、慎思、笃行
3楼2012-10-18 10:35:49
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hakuna

木虫 (知名作家)
★
sunyang1988: 金币+1, 这么久的INCAR还保存着，这感情有多深啊。。。 2012-10-18 13:30:28
7-8年前我用的INCAR:
ISMEAR= 1   
SIGMA=0.15
GGA=91      
ISIF = 2   
ENMAX= 400   
NSW= 100     
IBRION=2   
IDIPOL=3   
VOSKOWN=1   
IALGO=48   
ENAUG=650     
LREAL=auto   
LMAXPAW=0     
NPLANE=.TRUE.  
算出来（111）面上，吸附能是0.19 eV
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4楼2012-10-18 11:35:28
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