计算化学公社

标题: 关于石墨烯层数改变能带计算的问题 [打印本页]

作者
Author:
KCM@SHU    时间: 2024-5-23 09:24
标题: 关于石墨烯层数改变能带计算的问题
各位老师,我最近想用VASP计算一下石墨烯层数对于催化性能的影响,所以我想请教一下我在用建模软件建模VASP输入文件的时候,是不是就是对应的最小基元单位呢?是不是就是类似于分子模拟里面周期性边界呢?如果是周期性边界比如我考虑的如果是AA堆叠,那么是不是我不管建模是几层其实本质上是不是都是一样的?有没有什么办法可以在计算的时候突出石墨烯层数对于结果的影响呢?

作者
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乐平    时间: 2024-5-23 10:45
你的概念不混淆不清……

说你不知道周期性边界条件吧,你又能理解模型是在三维空间里无限重复的。
说你知道周期性边界条件吧,你又不能灵活应用到催化体系这种表面上。

你既然是研究催化体系,那应该知道催化反应最大的特征是在催化剂的表面发生的。于是,你需要的在石墨模型的基础上进行“切表面”操作。切了表面之后你会发现,层数是可以调节的(因为这时候已经不是原本的块体三维体系了)。比如,你沿着001晶面切表面,那么在c方向的层数是可以按照你的需求来调整的(单层石墨烯,两层石墨烯,三层石墨烯……),而在 a, b 方向依旧是原来块体的周期性无限延伸,即周期性边界条件。

但是,你还会发现,且表面后不再是三维体系。于是,你需要在 c 方向增加真空层来构建成三维体系。那么接下来的问题就是,c方向的真空层需要多厚才合适?

你在网上搜真空层厚度的时候会发现,很多所谓的经验是“真空层厚度在 10 A 就可以了”。还附上一句 10 A 可以避免 c 方向下一周期的镜像与显示的模型之间的范德华力相互作用。 我只能说,呵呵呵呵。
真空层的厚度是需要根据你的吸附分子大小来确定的。如果你只是吸附 H 原子,H2O 分子这类的非常小的分子, 10 A 当然没问题。但是如果吸附的分子但凡大一些,比如吸附苯磺酸分子,吸附基团是磺酸基且苯环垂直于吸附平面,10 A的真空层显然就不够了。所以,真空层的厚度是需要根据你的吸附分子尺寸的大小、吸附分子的朝向来具体分析的。通常是表面 + 2A + 吸附分子在表面的吸附朝向上的最大尺寸 + 10 A。
作者
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KCM@SHU    时间: 2024-5-25 11:59
好的,谢谢老师之前试了一下,大概懂了,确实对这个基础概念有点模糊,目前还在学习中




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