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空谷新苗

木虫 (小有名气)

[求助] 求助:vasp计算TiO2薄膜无带隙。 已有8人参与

vasp计算锐钛矿相TiO2薄膜,具体步骤是:
  1.用优化好的体材料的晶格参数建模。因计算的是纯薄膜的性质,故只建了1*1的三层薄膜(后来又建了一个5层的薄膜,但结果还是无带隙,感觉应该不是薄膜层数的问题)。
  2.由建好的薄膜模型得到POSCAR。POSCAR采用Selective Dynamic,固定最下层电子,让上面两层原子只在z方向弛豫(设置为FFT).
  3.进行结构优化。INCAR文件为:
ENCUT = 500
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = -0.01
NPAR=6
IALOGO=48
ISTART = 0
ISIF=2
ICHARG = 2
ISMEAR = 1
SIGMA = 0.1
IBRION = 1
NSW =120
POTIM = 0.2

K点取3*7*1
POSCAR文件为:
anatase CIF
1.00000000000000   
       10.304135548894921       0.000000000000000      -0.000000000000000
       0.000000000000000       3.797100000000000       0.000000000000000
       0.000000000000000       0.000000000000000      23.440695973720747
O    Ti
24    12
Selective dynamics
Direct
0.4130356769206680   0.0000000000000001   0.0249373600250313   F   F   F

0.5488297901615880   0.0000000000000001   0.1755252828815010   F   F   T

0.6846239034025090   0.0000000000000001   0.3261132057379700   F   F   T

0.9130356769206680   0.5000000000000000   0.0249373600250313   F   F   F

0.0488297901615880   0.5000000000000000   0.1755252828815010   F   F   T

0.1846239034025090   0.5000000000000000   0.3261132057379700   F   F   T

0.4079937566986610   0.5000000000000000   0.1129409421423520   F   F   F

。。。。。
。。。。。
  4.结构优化后将CONTCAR文件复制到POSCAR中,进行静态自洽计算。INCAR文件为:
ENCUT = 500
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = -0.01
NELM=150
IALOGO=48
NPAR=6
ISTART = 0
ICHARG = 2
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
IBRION=-1
NSW=0
ISPIN=2

K点取5*9*1

4.计算DOS。静态自洽计算后修改INCAR:ISTART = 1;ICHARG = 11;ISMEAR = -5,LORBIT=11.增加K点,然后计算。
最后用p4vasp得出的DOS图为:求助:vasp计算TiO2薄膜无带隙。

我想请教一下为什么DOS图无带隙,我哪个环节出错了,该如何修改,谢谢。
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空谷新苗

木虫 (小有名气)

引用回帖:
10楼: Originally posted by aaronzjw at 2015-05-23 21:56:52
二氧化钛slab层数的震荡性,建议层数取多个数值,如果有文献,可以参考文献

谢谢您的回复!有文献建了5层,不过我也计算过5层的,还是没带隙。您看看我的INCAR设置没问题吧,我刚学vasp,有些参数的意义和使用条件还不太明白。
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12楼2015-05-23 22:23:07
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普通回帖

xxxxxxxfc

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖


感谢参与,应助指数 +1
ljw4010: 金币+1, 谢谢交流! 2015-05-23 20:46:16
我很好奇,你们要研究的薄膜是不是只有3层原子,实际薄膜有这么薄吗?我们这儿磁控溅射一般也有几十到几百纳米。如果你是研究表面那可能确实应该这样做。
2楼2015-05-22 14:41:09
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空谷新苗

木虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by xxxxxxxfc at 2015-05-22 14:41:09
我很好奇,你们要研究的薄膜是不是只有3层原子,实际薄膜有这么薄吗?我们这儿磁控溅射一般也有几十到几百纳米。如果你是研究表面那可能确实应该这样做。

谢谢您的回复!因为我现在刚开始计算薄膜,所以想先建一个小点的体系练习一下并检验一下计算方法的正确性,所以只建了3层。虽然体系小了点,但也不该由半导体变为导体呀。并且我看有些文献上只建了5层薄膜,结果仍是半导体,而我后来用5层薄膜计算的结果仍是无带隙,所以感觉不是层数的原因。您做过薄膜计算吗?一般取几层合适?

[ 发自小木虫客户端 ]
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3楼2015-05-22 19:09:57
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golddoushi

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
fzx2008: 金币+2, 谢谢回复 2015-05-23 08:57:43
主要是你没加U,TiO2即使块体模型按你这么算也才0.8eV gap 远小于实验3.6,变表面后不饱和了进一步缩小gap就成你这样了
+U,GW或者杂化泛函,具体参考说明书相关章节
4楼2015-05-22 22:36:44
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空谷新苗

木虫 (小有名气)

引用回帖:
4楼: Originally posted by golddoushi at 2015-05-22 22:36:44
主要是你没加U,TiO2即使块体模型按你这么算也才0.8eV gap 远小于实验3.6,变表面后不饱和了进一步缩小gap就成你这样了
+U,GW或者杂化泛函,具体参考说明书相关章节

谢谢您的回复! 我明天+U计算一下,不过我在计算体材料时未加U计算的带隙也有2.2eV。希望明天能出现奇迹。

[ 发自小木虫客户端 ]
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5楼2015-05-22 22:55:41
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lfhuang

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
fzx2008: 金币+2, 谢谢指导 2015-05-23 08:58:46
块体的LDA or GGA的带隙确实是2.0 eV左右,然后表面的结构时有表面态的,很可能还有磁性。可以参考:
O. Warschkow, PRL 100, 086102 (2008).
先进使役材料计算(https://aidme.nimte.ac.cn)
6楼2015-05-23 00:23:46
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xxxxxxxfc

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
3楼: Originally posted by 空谷新苗 at 2015-05-22 19:09:57
谢谢您的回复!因为我现在刚开始计算薄膜,所以想先建一个小点的体系练习一下并检验一下计算方法的正确性,所以只建了3层。虽然体系小了点,但也不该由半导体变为导体呀。并且我看有些文献上只建了5层薄膜,结果仍 ...

我算的也是薄膜,但是我算的就是普通的晶体,没有建晶面。我这儿薄膜一般都几百个纳米,只需算体相就行了。除非你要研究晶面的什么特性。
7楼2015-05-23 09:43:32
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空谷新苗

木虫 (小有名气)

引用回帖:
6楼: Originally posted by lfhuang at 2015-05-23 00:23:46
块体的LDA or GGA的带隙确实是2.0 eV左右,然后表面的结构时有表面态的,很可能还有磁性。可以参考:
O. Warschkow, PRL 100, 086102 (2008).

谢谢您的指导!您方便把这篇文献传给我一份吗?我在网上下载不了。
我的邮箱是:2399141210@qq.com
或者您发个网盘链接也行,谢谢啦!
读万卷书,行万里路。
8楼2015-05-23 10:46:09
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aaronzjw

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
ljw4010: 金币+2, 谢谢交流! 2015-05-23 20:46:27
没加U吧,普通DFT算不准的
9楼2015-05-23 11:48:17
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aaronzjw

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

二氧化钛slab层数的震荡性,建议层数取多个数值,如果有文献,可以参考文献
10楼2015-05-23 21:56:52
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