求助周期性模型计算金属表面吸附问题时自旋多重度的设置

MADAOLay

各位老师好，我还在学习入门中。我想请教一下大家关于周期性模型计算金属表面吸附问题时自旋多重度的设置。
  我之前在一个帖子中看到对于团簇模型金属表面吸附问题时，直接把自旋多重度设为最低（偶数电子设为2，奇数设为1）计算即可，这对于周期性模型也可以这样吗？

  如果可以的话，那么当计算中涉及有磁性的金属表面，比如Fe，Ni等表面吸附时也可以将自旋多重度直接设为最低吗？

  还有就是吸附的分子或者原子会影响自旋多重度的选择吗？我计算N2分子以及N2分子解离后2个N原子在Ru表面上的吸附时，多重度都取1就可以吗？


希望各位能够帮我解惑，谢谢大家。

卡开发发

1、其实团簇也不尽然这样，碰到个铁磁性体系可能多重度就并不是按照最低来处理了，比如Fe簇，如果是反铁磁性就更复杂。同样，周期体系计算Fe，Ni也不能这样来。
2、吸附分子有可能会影响整体磁矩，吃不准可以测试下会保险些。

MADAOLay

卡开发发 发表于 2021-1-12 01:01
1、其实团簇也不尽然这样，碰到个铁磁性体系可能多重度就并不是按照最低来处理了，比如Fe簇，如果是反铁磁 ...

我想请问您一下周期性金属表面需要测试的最大自旋多重度应该怎么取呢。是按周期性金属表面一个金属原子的单电子都自旋平行的值取吗（比如Cu取2，Ru取5）？还是说要把这个值乘整个体系金属原子的个数，考虑所有原子单电子都自旋平行的值的和？

如果是前者，那么一般按您的经验，Fe\Ni这类一般只要考虑自旋多重度最低的几种，比如1、3、5、7，然后选择能量最低的就好？

最后想再请教您一下，比如一个N2分子在Ru表面上解离前后，其自旋多重度取值是否应该发生变化？如果发生变化，那么最大自旋多重度又应该怎么取值呢？

卡开发发

MADAOLay 发表于 2021-1-12 09:38
我想请问您一下周期性金属表面需要测试的最大自旋多重度应该怎么取呢。是按周期性金属表面一个金属原子的 ...

1、如果我们知道这个材料的磁序问题会简单很多，比如铁磁性的体系未配对的电子自旋方向都相同；传统的量子化学程序处理反铁磁性会比较没法，可能得利用片段初猜之类的方式。很多能确定磁性的体系，比如我们知道金属Cu就没磁性，就不必考虑自旋极化。

2、大部分用于算固体的量子化学程序都能够优化磁矩，一般建议按照接近的磁矩猜，比如Fe块体磁矩接近2.2,一般猜1~4（4为高自旋态）可能都能算出来这样的结果。但是还是得猜一个接近的磁矩，如果按0猜有可能会把Fe算成没磁性或者反铁磁性的。不进行猜测的情况程序会使用默认的，不同程序默认的又不一定相同，导致计算可能会不合理。

3、按我理解，可能是不变的，解离的N会和Ru作用，电子不会局域在N上也能发生配对，而且如果磁矩真的发生变化其实也就不在同一个势能面上了。不过还是以测试结果为准。

MADAOLay

卡开发发 发表于 2021-1-12 13:03
1、如果我们知道这个材料的磁序问题会简单很多，比如铁磁性的体系未配对的电子自旋方向都相同；传统的量 ...

那么也就是说因为未配对的电子自旋方向都相同，所以自选多重度的取值和周期金属表面上金属原子的个数无关，只和金属原子的种类有关。比如说60个Fe原子构成的平面，多重度依旧是猜1-4（而不是60-240）

卡开发发

MADAOLay 发表于 2021-1-12 15:44
那么也就是说因为未配对的电子自旋方向都相同，所以自选多重度的取值和周期金属表面上金属原子的个数无关 ...

我指的是单个的原子，一般固体计算的程序都是按照原子设置的。