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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 » 掺杂化学势及形成能计算
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贝芷苡

铜虫 (小有名气)

[求助] 掺杂化学势及形成能计算

本人在算氧化锌中掺杂形成能，但有些计算参数找不到参照，特发此贴，希望各位高手给指导一下。一些

氧化锌形成焓:Hf ZnO=(1/M)EtotZnO-(1/N)EtotZn-1/2EtotO2, where Hf ZnO is the enthalpy of formation。EtotZnO为含M个锌原子的超胞总能，EtotZn为N个锌原子的超胞总能，超胞均为六方密排结构，EtotO2为边长为10埃的立方体中放一氧分子的总能，此时得出的形成焓满足Uzn+Uo=Hf ZnO，本人计算各参数值为Hf ZnO=-3.443eV此值与文献中的值符合，(1/N)EtotZn=-1.262eV,1/2EtotO2=-4.388eV,那么锌空位在富氧Uo=0，Uzn=Hf ZnO=-3.443eV及缺氧条件Uzn=0，Uo=Hf ZnO=-3.443eV下的形成能（计算公式：Ef=Etot(q)-Etot(p)+Uzn,Etot(q)
:为含一个锌空位的超胞总能，Etot(p)：为完美晶胞）为6.677eV，3.233eV.

比文献中值大一个电子伏左右。不知道是不是对公式的理解错误，还是计算有问题。
一下为我的个输入文件
INCAR
SYSTEM =ZnO
ISTART =0
ICHARG =2
ENCUT  =380
EDIFF  =1E-5
EDIFFG =-0.01
ISMEAR=0
SIGMA=0.1
NSW=100
NGX=62
NGY=62
NGZ=66
ISPIN=2
IBRION = 2
ISIF   =3
PREC=Accurte
LREAL= Auto

KPOINTS
SYSTEM =ZnO
0
M
3  3  2
0.0  0.0  0.0
静态计算时KPOINTS
SYSTEM =ZnO
0
M
5 5 3
0.0  0.0  0.0
另EtotZn为N个锌原子的超胞总能，超胞均为六方密排结构，EtotZn=-1.262（晶胞含2个锌原子），EtotZn=-0.944，哪个更准确？
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坚持每天进步一点点
1楼2013-04-16 16:10:55
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yourne

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
贝芷苡: 金币+5, ★★★很有帮助, 超胞大小，和q值一样，那个形成能与费米能级、价带能以及 矫正位势有关时，是求的带电的缺陷吧。是我理解错了吗?我再看看这两篇文献。谢谢 2013-04-23 16:52:24
你的q值、超胞大小都和文献一样吗？尤其是超胞大小对结果影响较大。PRB, 61, 15019
公式也少了一大项，一般情况下Eformation都和费米能级、价带顶能量以及矫正位势有关。PRB, 54, 16676
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“自由有许多困难，民主亦非完美，然而我们从未建造一堵墙把我们的人民关在里面，不准他们离开我们。” ——肯尼迪
2楼2013-04-23 09:21:20
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yourne

木虫 (小有名气)
不带电缺陷的话，第二篇文献给出了化学势的计算方法，没有用到生成焓，可以试一下。
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“自由有许多困难，民主亦非完美，然而我们从未建造一堵墙把我们的人民关在里面，不准他们离开我们。” ——肯尼迪
3楼2013-04-24 11:13:29
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贝芷苡

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by yourne at 2013-04-24 11:13:29
不带电缺陷的话，第二篇文献给出了化学势的计算方法，没有用到生成焓，可以试一下。

UGa+UN=UGaN(bulk),中的UGaN(bulk)就是生成焓吧？
在PRB 63,075205这篇文章中有这样的介绍Under thermal equilibrium
UZn+UO=DHZnO , where DHZnO is the formation enthalpy
of ZnO，在Journal of Crystal Growth 287 (2006) 58–65中则是这样描述的The upper bounds defined above also lead to lower
bounds by using the thermodynamic stability condition for
ZnO,UZn+UO = EtotZnO, (3)where EtotZnO is the total energy of a two-atom unit of bulk ZnO.
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坚持每天进步一点点
4楼2013-04-24 16:47:21
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pengliusss

木虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 贝芷苡 at 2013-04-24 16:47:21
UGa+UN=UGaN(bulk),中的UGaN(bulk)就是生成焓吧？
在PRB 63,075205这篇文章中有这样的介绍Under thermal equilibrium
UZn+UO=DHZnO , where DHZnO is the formation enthalpy
of ZnO，在Journal of Crystal Gro ...

晕了。。。。
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5楼2013-04-25 09:34:09
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sungjen

银虫 (著名写手)
同求掺杂的形成能，你的掺杂化学势是指什么？是指形成焓吗？你的掺杂形成能的公式是什么呢  ？另外在算晶体的掺杂形成能的时候和化学反应中的定义还一样吗？
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希望有一天成为大神
6楼2013-11-18 16:05:09
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gclai

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

化学势和形成焓在概念上完全不一样。对于焓值，当不考虑压力对体积的影响时，零点内能就可以代替焓值，如果你算的不是零点的焓值，这个时候就要考虑温度增加的同时振动能的影响，对于振动能，需要计算声子谱及其积分，还需考虑简谐近似或者准简谐近似的结果。对于各种焓值的定义，也推荐你看看Phys.Rev.B 73.144104(2006)这篇文章。对于掺杂形成能你可以上网搜一下计算H分子形成能的脚本文章，里面有一篇PRB的参考文献，好像也是VASP课题组发的文章，可能对你计算能量有所帮助。
对于化学势，是自由能对原子摩尔数的微分。在自由能里面已经不仅仅是焓的影响，还有熵项的影响，这些熵项来自于组态、振动、电子等方面。在计算的时候需要考虑。通常情况下只能通过自由能曲线斜率或者其他方式获得化学势。
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努力去做，做最好的。
7楼2013-11-27 13:32:26
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