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hityanyan

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[交流] [讨论]Material Studio中构建合金结构或掺杂结构模型

从网上搜了一些方法,结合自己的试验,总结如下,新人,请高手指点:
比如构建BexZn(1-x)O晶胞
方法1   
file->import->metal oxide->ZnO
选择图中所有Zn原子,在property 框中双击composition,修改Zn原子的比例,然后add选择你需要添加的Be,填上比例。(也可以选择property 中的ismixtureatom来改写。
Ps:这种方法为disorder即无序状态以某种比例混合的合金。同理也可以处理无序的占位问题。这种方法中要算的原子数是Zn2个Be2个O2个,共6个。
方法2
file->import->metal oxide->ZnO
build->symmetry>make P1
build > symmetry > supercell 通过下列计算,算出你的supercell大小
晶胞个数*原晶胞中要取代的原子数*掺杂原子的比例=整数
例如Be(1/8)Zn(7/8)O,ZnO晶胞为4个原子,其中2个Zn原子
即N*2*0.125=整数  那么N需要等于4,才可得一个整数。
那么你的supercell可以选择2*2*1,此时要算的原子总数是16,其中Be为1个,你需要确定取代哪个Zn。由于此时supercell结构中Zn的位置可能是不同的,所以取代的位置应该有好几种,算出的结果可能也是不同的,我想应该找出所有可能的结构,算出能量最低的一种,然后再算其它的性质。
比较:方法1和方法2 的结果显然是不同的,应该说方法1中的是一个统计平均值,而方法2中的是一种特殊的情况。但对应的结构是最稳定的一种。

大家一般怎么做呢,哪种方法更对呢?

[ Last edited by hityanyan on 2008-5-31 at 16:14 ]
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hopingzmn

金虫 (知名作家)

★ ★ ★
spur(金币+3,VIP+0):3Q!感谢参与!
引用回帖:
Originally posted by hityanyan at 2008-5-29 21:53:
从网上搜了一些方法,结合自己的试验,总结如下,新人,请高手指点:
比如构建BexZn(1-x)O晶胞
方法1   
file->import->metal oxide->ZnO
选择图中所有Zn原子,在property 框中双击compositio ...

你说的第一种方法好像在MS的帮助文件中有相似的说明:
引用回帖:
Mixture atoms
Atomic sites in a crystal can also be described in terms of a hybrid atom that consists of two or more element types. The relative concentrations can be set for any number of atoms, but the total concentration must not exceed 100%. The mixture atoms description is the most often used representation of solid solutions, metallic alloys, disordered minerals, etc.

从上面的说明可以看出 Mixture atoms 用于描述固溶体、金属合金和无序矿物。


另外在MS帮助文件中可以看到以下说明:
引用回帖:
Disorder and first principles calculations
There are a number of different approaches for dealing with disorder in first principles calculations:

Virtual crystal approximation (VCA): this offers technically the simplest approach, allowing calculations on disordered systems to be carried out at the same cost as calculations for ordered structures. VCA ignores any possible short range order and assumes that on each potentially disordered site there is a virtual atom which interpolates between the behavior of the actual components. This approach neglects such effects as local distortions around atoms and cannot be expected to reproduce the finer details of the disordered structures very accurately.

Using large ordered supercells followed by configurational averaging: this is a very expensive approach with limited applicability. For example, it is not possible to treat arbitrary and particularly small concentrations.

Coherent potential approximation (CPA): this method approximates a configurationally random alloy with an effective medium that is determined self-consistently from the condition of stationary scattering. The CPA technique is used extensively with model Hamiltonians with well-known scattering properties or in the context of multiple scattering methods of band structure calculation (KKR, LMTO). CPA is not well suited to total energy calculations or geometry optimization tasks.

"Computational alchemy": this method uses the perturbation theory to calculate the response to the difference between the true and VCA potentials. This approach is very demanding computationally, as are all linear response calculations.

对比上面的说明似乎让人觉得 Mixture atoms 是MS软件推荐的计算掺杂的方法。
而看到的一些论文中使用的是 supercell 方法。也就是楼主的第二种方法。
淡定
2楼2008-05-30 11:22:34
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alicewal

木虫 (小有名气)

楼主,半导体上好像说ZnO的晶胞应该有8个原子吧?
3楼2008-05-30 21:59:38
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wuli8

荣誉版主 (知名作家)

…………

优秀版主优秀版主

这个问题十分有意思,大家讨论一下!
特别是第一种方法!!文献不是很多。
请问有没有参考文献?
贴出来共享以下!!
谢谢!!
…………
4楼2008-05-30 22:44:21
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hityanyan

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ZnO 从structure文件包里导入的时候是4个阿
5楼2008-05-31 16:16:10
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nextnest

木虫 (小有名气)

两种方法计算会有很大的差别,首先是建立的两种结构的对称性都不一样了,导致K空间中高对称性点的完全不一致。我觉得第一种方法就是平均的计算,第二种方法应该更加精确。
6楼2008-06-29 10:33:53
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