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csfn

荣誉版主 (知名作家)

优秀超版优秀版主优秀区长

[交流] 【讨论】关于量化软件中原子的能量定义的问题

最近在做报告的时候,有人提问,为什么用dmol算出来原子的能量会那么大,原子的能量是怎么定义的?dmol算出来,比如Ti原子的能量有-863.3838261 Ha,也就是23492.6739eV,这个能量是相当大的。量子力学里面,原子的能量应该是包含原子核的能量和电子的能量,考虑近似原子核几乎可以认为静止,能量就只要考虑运动的电子,电子包含动能项,势能项,以及考虑自旋的能量,那么这个考虑电子所带来的能量就不会很大,但是dmol算出来的单个原子的能量就很大~~  从dmol对总能定义来看,他是考虑了无相互作用粒子的动能,库仑作用产生的静电能以及多体贡献的交换关联能。这个能量为什么也会这么大了?又没有存在质量亏损?
在vasp里面能量是怎么定义的了?或者您现在用的或者熟悉的软件里面原子的能量是怎么定义的了?
请大家指点下~~


[ Last edited by csfn on 2008-1-10 at 09:30 ]
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spur

金虫 (正式写手)

谢谢楼上的讲解!!
我也想掺和一下
同样是采用赝势方法,而且渊源颇深的两个软件castep也vasp,怎么对同一个体系计算的总能也不一样呢?虽然只讨论总能没有多大意义,但这个区别究竟来自于何处?
望高人指点!!
4楼2007-12-08 19:46:33
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acridine

木虫 (正式写手)

★ ★
zzgyb(金币+2,VIP+0):谢谢您的参与,欢迎您常来计算模拟版。
大概说一下
之前也没太注意过这个问题,看了楼主的帖子自己试了一下
用DMOL算的
首先计算了一个H氢原子,得到的能量大概为0.49 Ha.,而我们知道0.5 Ha 正好是氢原子核外电子轨道能量,因此Dmol算的应该是体系电子的总能量
之后有试了Ti原子,能量确实很大,但仔细观察结果文件会发现由于采用的是全电子计算,因此内层的电子的能量也考虑进去了,因此总能量会很低
如果选择赝势计算得到的总能量就会较小
2楼2007-12-08 12:04:52
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carlon

金虫 (小有名气)

★ ★
zzgyb(金币+2,VIP+0):谢谢您的参与,欢迎您常来计算模拟版。
能量=动能+势能+交换相关能
其中交换相关能主要用LDA和GGA等各种泛函(如PBE、PW91等)近似估计。
势能则包含电子-核、电子-电子的相互作用
dmol中计算的能量很大,是因为dmol用的是全电子的方法,
也就是体系中所有电子的能量都包含进去,所以体系的能量很大
而CASTEP中则是赝势的方法,不考虑内层电子的能量,所以计算的能量绝对值小很多。
dmol也可以不用全电子的方法计算,比如选择effective core potential处理core的话能量的绝对值应该会减小。
3楼2007-12-08 13:16:53
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carlon

金虫 (小有名气)

★ ★
spur(金币+2,VIP+0):谢谢解惑!!欢迎常来!! :)
第一:即使都采用赝势的方法,算出能量还是有很大差别,主要是不同的赝势采用了不同的初始价电子构型,比如castep中Ti原子用超软赝势时,价电子构型是3s23p63d24s2,如果是模守恒赝势,则是3d24s2,没有包含3s23p6半核态(semi-core states),这样最后能量也就会不同。另外对于赝势,可以根据自己需要产生,比如用fhipp98软件,这样自己也可以根据需要选择不同的初始价电子构型。
VASP和CASTEP中能量不同,可能是由于赝势文件差别导致。
第二:如果赝势都相同,可能XC交换相关能的估算也可以导致差别,
比如用lda还是gga泛函等。。

[ Last edited by carlon on 2007-12-8 at 20:34 ]
5楼2007-12-08 20:33:32
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