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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 » MS » 【讨论】无序掺杂晶体的CASTEP计算设置及讨论
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主

[交流] 【讨论】无序掺杂晶体的CASTEP计算设置及讨论

     刚刚做了几组无序掺杂的晶体模型设置，发现无法用Occupancy来实现同一位置不同元素混合分布的要求。因为Occupancy只是对于不同位置具体存在的元素有用。
   所以做无序掺杂还只能用Composition。具体操作是：应该先按照未掺杂的情况来建立3D模型，之后选择所有要掺杂的元素：Edit-------Atom Selection--------选择元素，勾选Add to the existing selection，点Selection。全部选上。
调出Properties对话框，View-------Explores---------Properties Explores.在Composition上双击，再点Edit….，将未掺杂元素的Composition修改成所要的组分百分比，之后再Add，选择掺杂元素，设置百分比，OK即可。
   这样的处理，感觉就是原来的原子都不动，只是你掺杂的位置成分多了，而且在计算时，掺杂的位置仍然是按照一个原子来对待，并不区分到底是哪一种元素，也就是无序了。
  但遗憾的是在计算设置时，无法再选择Population analysis，因为
一Cannot run CASTEP for the given scope (disordered crystal). The following features are not supported:：Population analysis。而且别的性能也有很多不可以计算。对于自旋设置也有问题，大家不妨试试。
   因此在后续分析的时候没有population分析就显得苍白了，而且单个原子的分析也很难了，就因为无法分开掺杂位的相异原子。
   以上只是自己初步的讨论，难免有不对的地方，献丑了，望大家多多指正、补充。

[ Last edited by aylayl08 on 2008-6-11 at 17:29 ]
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掺杂计算 soft study

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1楼2008-06-11 17:05:03
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hopingzmn

金虫 (知名作家)

0.5

★ ★ ★
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下面是曾经看到过的，感觉值得探讨，贴出来：
引用回帖:
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。

就如同楼主所说，方法1应该是更合理的，而方法2可以清楚的分辨各个原子，可以更方便地分析不同位置掺杂对体系性能的影响，这估计是supercell掺杂这种方法更“流行”的原因吧。
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淡定
4楼2008-06-12 10:13:26
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acridine

木虫 (正式写手)
★ ★
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引用回帖:
Originally posted by hopingzmn at 2008-6-12 10:13:
下面是曾经看到过的，感觉值得探讨，贴出来：


就如同楼主所说，方法1应该是更合理的，而方法2可以清楚的分辨各个原子，可以更方便地分析不同位置掺杂对体系性能的影响，这估计是supercell掺杂这种方法更“流 ...

两种都挺常用吧
第一种是virtual crystal method(翻译为"虚晶近似"?),第二种是Supercell method
前一种计算过程中.赝势是按照原子比例权重计算得,比如"CxN1-x"原子就是按照x比例混合C和N的原子赝势;第二种就是直接取代原子了
因此单纯从电子结构的计算精度看,第二种肯定是更准确的,但第二种改变原子配比的可能性比较小,如要考虑更多的掺杂比例需要很大的超胞,这个计算量是很大的.当然,在合金以及精度要求不是很高的情况下,第一种方法也可以得到较好结果.
可以参考一篇理论高手M.L.Cohen的文章,同时使用了这两个方法研究力学性能 Nature, 399, 132
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7楼2008-06-12 11:06:18
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acridine

木虫 (正式写手)
★ ★
spur(金币+2,VIP+0):3Q!感谢参与！
这个近似我这里用的不多,不过找类似的文献应该有一些吧.
Cohen的文章中这这么说明的:对比了相同原子配比下两种方法的计算结果,发现得到的趋势是相同的,因此使用virtual crystal method得到的结果是可靠的.也就是说用两种方法相互验证了一下.
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9楼2008-06-12 11:41:03
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干冰388

铜虫 (初入文坛)

0.5

请问一下，这样掺杂在模型中看不到掺杂的 原子
这样掺杂能算哪些东西？结果是否合理？
用castep做掺杂是否都是用这种方法？

我刚开始做掺杂，主要关注掺杂后体系的稳定性问题（能否算能量？）
请指教！谢谢！
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学而时习之,不亦说乎? 有朋自远方来,不亦乐乎?
2楼2008-06-11 17:48:15
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主
当然能算总能量了。我主要还是算能带和态密度。结果我没有进行分析，但模型是合理的，结果也不会有大问题。再探讨....
       大部分文献都不是这么掺杂的，都是将晶体里选择掺杂的原子，修改元素modify element，得到的有序掺杂晶体模型，只是一种特例，不同掺杂情况不同。我做过这样的，已经是成功了。
但还想尝试一下上述方法，因为这种才更接近于实际实验。但我没有见过类似的文献。

[ Last edited by aylayl08 on 2008-6-12 at 09:05 ]
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3楼2008-06-12 09:03:07
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主
非常感谢hopingzmn，我曾看过这个帖子，却一直没找到，谢谢啦。
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5楼2008-06-12 10:21:29
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wutianhuan

铁杆木虫 (著名写手)

1

很受益啊，谢谢
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6楼2008-06-12 11:03:56
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aylayl08

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至尊天蝎

优秀版主
谢谢楼上的，楼上可否把M.L.Cohen的文章发给我？我上不了英文的数据库。ayl20080451@163.com那如果说是研究力学性能当然是两者都可以了，那我要用电子结构（态密度）研究结构稳定性呢？虚晶近似在CASTEP中怎样探讨呢？

[ Last edited by aylayl08 on 2008-6-12 at 11:23 ]
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8楼2008-06-12 11:16:00
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aylayl08

荣誉版主 (文坛精英)

至尊天蝎

优秀版主
关键他只是对力学性能这一个方面做的计算，还很难说其他的方面依然适用。
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10楼2008-06-12 17:08:30
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