表面计算的能带消失问题

sxzhou · 发表于 Post on 2017-8-18 10:18:15

本帖最后由 sxzhou 于 2017-8-18 10:18 编辑

各位社友：
大家好！
最近在使用CASTEP计算六方相的 wurtzite CdS（WZ-CdS）表面，遇到了表面上能带消失的问题，具体计算过程如下：
1. 首先对晶体库下载的晶胞进行体相优化，得到优化后的单胞；（图1）

2. 对单胞进行能带，态密度计算！因为是强关联体系，在使用传统的GGA-PBE计算的时候能带带隙只有1.2eV左右，但实验值是2.4eV，因此使用了HSE06 和加U计算，能够得到合适的带隙了；（图2）

3. 对表面进行切面，得到{0 0 1}-Cd端的表面，下两层固定，进行弛豫，得到弛豫之后的结构；（图3）

4. 用与2同样的方法进行计算，但是没有得到带隙！曾经尝试使用MS自动生成的k路径计算，未果（图4）；后又自己指定k路径，未果！（图5）

；

在此向大家请教一下，为什么出现这样的原因，我是哪里设置的不对么？

先行谢过！

xuhb5805 · 发表于 Post on 2022-3-19 16:07:57

卡开发发发表于 2022-3-19 14:29
是，不饱和可能确实表面态会导致这种情况，这个是前面几楼所讨论的。

嗯嗯，了解啦，谢谢老师

卡开发发 · 发表于 Post on 2022-3-19 14:29:27

xuhb5805 发表于 2022-3-19 14:26
原来是这样啊，可是老师，我也有用过ISMEAR=-5，也还是有分数占据，不知道是否有办法消除分数占据呢？还 ...

是，不饱和可能确实表面态会导致这种情况，这个是前面几楼所讨论的。

xuhb5805 · 发表于 Post on 2022-3-19 14:26:34

卡开发发发表于 2022-3-18 16:11
你指的是分数占据？有金属性的体系或者本身没金属性因为加了展宽都会导致金属性，这些情况都可能会引起分 ...

原来是这样啊，可是老师，我也有用过ISMEAR=-5，也还是有分数占据，不知道是否有办法消除分数占据呢？还是说CdS表面不饱和就是会有分数占据的呢？

卡开发发 · 发表于 Post on 2022-3-18 16:11:47

xuhb5805 发表于 2022-3-18 14:57
老师您好，我现在也是做CdS的001切面（用的vasp），也遇到了题主的这个问题，但是我加了赝氢和偶极修正后 ...

你指的是分数占据？有金属性的体系或者本身没金属性因为加了展宽都会导致金属性，这些情况都可能会引起分数占据。

xuhb5805 · 发表于 Post on 2022-3-18 14:57:40

卡开发发发表于 2017-8-18 15:48
看研究什么问题，如果研究的就是表面的话，那么表面态本身就存在，在上下表面不对称的时候单独研究一个暴 ...

老师您好，我现在也是做CdS的001切面（用的vasp），也遇到了题主的这个问题，但是我加了赝氢和偶极修正后问题还是存在，有人说是我做结构优化时EIGENVAL文件中第三列的值不是整数，有小数，不知道这是出了什么问题呢？

卡开发发 · 发表于 Post on 2020-4-26 18:45:19

kecy 发表于 2020-4-26 17:33
您好，钝化一个表面是不是把其中一个表面固定？

不是，是用一些特定的原子去饱和悬键。

kecy · 发表于 Post on 2020-4-26 17:33:31

卡开发发发表于 2017-8-18 15:48
看研究什么问题，如果研究的就是表面的话，那么表面态本身就存在，在上下表面不对称的时候单独研究一个暴 ...

您好，钝化一个表面是不是把其中一个表面固定？

sxzhou · 发表于 Post on 2017-8-18 19:09:53

卡开发发发表于 2017-8-18 18:18
工作站就别想杂化泛函的事情了，便宜一点的话可以考虑vasp下面优化完结构再用TB09（MetaGGA）之类的非自 ...

好的谢谢您指点！

因为我们本是是实验组，，就我一个做计算的。。

卡开发发 · 发表于 Post on 2017-8-18 18:18:16

sxzhou 发表于 2017-8-18 17:31
嗯嗯谢谢老师及时和耐心的答疑解惑
嗯嗯确实要优化超胞，费时间。。。只有一台工作站。。
实在 ...

工作站就别想杂化泛函的事情了，便宜一点的话可以考虑vasp下面优化完结构再用TB09（MetaGGA）之类的非自洽方法修正带隙。

sxzhou · 发表于 Post on 2017-8-18 17:31:59

卡开发发发表于 2017-8-18 17:13
MS好像不管是DMol3还是CASTEP都有apply dipole correction的选项，你需要找找，钝化和偶极修正加上后做优 ...

嗯嗯谢谢老师及时和耐心的答疑解惑
嗯嗯确实要优化超胞，费时间

。。。只有一台工作站。。
实在不行就转vasp，只学过一点。。

十分感谢我先计算试试

卡开发发 · 发表于 Post on 2017-8-18 17:13:47

sxzhou 发表于 2017-8-18 17:05
嗯嗯谢谢指导 ~
研究的是表面，目的是在表面沉积另一物质。我这个表面看起来是不对称的，需要钝化下表 ...

MS好像不管是DMol3还是CASTEP都有apply dipole correction的选项，你需要找找，钝化和偶极修正加上后做优化，之后再用HSE+NCPP算单点和性质就可以（注意HSE没办法按照非自洽的方法做能带，所以单独勾选性质和计算单点再计算性质差不多）。

图快的话，HSE可以不用allbands/edft做，我自己经验上mixing的方法中，对于HSE可能Kerker算法会比较快（但并非全部情形），Pulay DIIS可能很容易引起振荡。做沉积的话有可能要建立超胞，算起来可能比较费劲，平面波程序中还是vasp算杂化泛函比较快。

sxzhou · 发表于 Post on 2017-8-18 17:05:24

卡开发发发表于 2017-8-18 15:48
看研究什么问题，如果研究的就是表面的话，那么表面态本身就存在，在上下表面不对称的时候单独研究一个暴 ...

嗯嗯谢谢指导 ~
研究的是表面，目的是在表面沉积另一物质。我这个表面看起来是不对称的，需要钝化下表面。偶极矩矫正在MS中如何实现呢？偶极矩矫正和表面钝化是不是在优化前都要加上呢？还是性质计算加上好一些。。

才接触表面，不是特别理解！

卡开发发 · 发表于 Post on 2017-8-18 15:48:40

sxzhou 发表于 2017-8-18 15:39
谢谢解惑！
针对悬空键是不是加氢处理下，但是加氢处理要在切面的时候处理然后进行表面弛豫，还是针 ...

看研究什么问题，如果研究的就是表面的话，那么表面态本身就存在，在上下表面不对称的时候单独研究一个暴露终端的时候就需要钝化其中一个表面了，比如单独让Cd或者S暴露（注意修正偶极矩）。

一般研究如果不是研究表面的话，实际上计算块体就足够说明问题了（原因是实际表面态虽然收窄带隙，但载流子的数目贡献很少）。

杂化泛函算性质的时候使用就可以，不过对于表面系统有真空层，计算量还是挺大的。计算也不必建立超胞，用超胞反而还要涉及反折叠的问题。

sxzhou · 发表于 Post on 2017-8-18 15:39:36

zyj19831206 发表于 2017-8-18 14:54
是不是K点太小导致收敛不完全，给出了一个错误的最终态？

感觉不是呀

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[CASTEP/Dmol3/MS] 表面计算的能带消失问题

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