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板桥霜

木虫 (正式写手)

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[求助] 请问大家怎么处理界面建模晶格匹配的问题？已有6人参与

如题，界面处晶格不可能完全匹配，那么大家是怎么处理的？谢谢！

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1楼2016-02-02 07:34:11

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SeanMa2010

铜虫 (初入文坛)

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【答案】应助回帖

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一般都是通过构建超胞来解决lattice的mismatch的，比如石墨烯和Cu(111)面以及石墨烯和Ni(111)面的晶格失配问题。事先要估计lattice mismatch对所研究的问题的影响有多大，一般要lattice mismatch小于某个截止值，比如3%或者5%，但是如果超胞过大，计算量又很大，那只能退而求其次了。

以石墨烯和Cu(111)及Ni(111)为例，zigzag(ZZ)取向的石墨烯边界和Ni(111)lattice mismatch很小，2.468 vs 2.491，失配度大约为0.9%，很小了，所以可以把ZZ取向石墨烯的lattice拉到和Ni(111)一样大，或者把Ni(111)的晶格压缩到和石墨烯一样小，在一般的计算中更普遍的采用是后者的做法。而ZZ取向的石墨烯边界和Cu(111)的lattice mismatch相对较大，2.468 vs 2.567，失配大约为3.85%，如果想要把失配降到3%以下，需要非常大的超胞，计算代价太大，所以一般大家还是把Cu(111)的lattice压缩到和石墨烯的一样来建立界面

而armchair(AC)石墨烯边界和Ni(111)的失配就稍微难处理一点，晶格常数为4.275 vs 2.491, 如果把AC石墨烯边界和Ni(111)表面按5:3的比例来构建界面超胞的话，那么晶格失配度大约为~3%，如果按照7:4的比例构建超胞的话，那么失配可以降低到~1.9%，但超胞会大比较多，计算量也相应增大。这就要根据你研究的问题对lattice mismatch的敏感程度来选择了。

注1：以上列举的晶格常数都是GGA-PBE泛函下得到的理论值，Ni(111)和Cu(111)表面的晶格常数是从在GGA-PBE泛函下得到充分优化的相应fcc bulk原胞切出来得到的

注2：AC石墨烯边界和Ni(111)表面的界面是考虑石墨烯是立在金属表面的，而不是平铺在金属表面的，对于平铺在金属表面的情形(如CVD生长石墨烯的经典晶体生长理论模型)，AC石墨烯边界在Ni(111)表面的取向则是要转过60°，这样的话构建界面模型又要稍微麻烦一点了。