同位素对晶胞的影响该怎么计算？

Dragonmk3 · 发表于 Post on 2021-8-28 19:56:02

在vasp赝势里有原子质量这一项。但是好像第一性原理基于的绝热近似是不考虑同位素的，而一些文献修改原子质量来达到使用同位素的时候好像都是在分子动力学的计算中。如果在体系中加入温度的话，不同的同位素的原子质量不同，那么热运动情况也不同，这么考虑的话是不是对晶体的各项性能有影响？【求助】这种影响该怎么计算？

sobereva · 发表于 Post on 2021-8-28 20:15:06

赝势取决于元素，但和同一种元素的哪种同位素完全没有关系

不同同位素的质量不同，根据牛顿运动方程（BOMD用的运动方程），自然动力学行为也会不同，因此对于通过跑动力学计算的量都会有影响。

卡开发发 · 发表于 Post on 2021-8-29 09:48:07

同位素的质量会影响到BOMD和声子。前者楼上已经阐述；后者在处理自由能甚至考虑热膨胀等与声子相关的物理量或多或少也会受到影响。如果你关注的是超出上述的一些耦合贡献，一般程序确实做不了。

Dragonmk3 · 发表于 Post on 2021-8-29 09:54:24

卡开发发发表于 2021-8-29 09:48
同位素的质量会影响到BOMD和声子。前者楼上已经阐述；后者在处理自由能甚至考虑热膨胀等与声子相关的物理量 ...

就比如我不考虑中子导致的自旋轨道耦合，单纯看不同同位素形成的晶胞的晶格常数这个计算。最方便的方法是什么？

Dragonmk3 · 发表于 Post on 2021-8-29 09:57:03

sobereva 发表于 2021-8-28 20:15
赝势取决于元素，但和同一种元素的哪种同位素完全没有关系

不同同位素的质量不同，根据牛顿运动方程（BO ...

多谢指教。您的意思是不是第一性原理无法考虑同位素，但是绝热近似这个东西在做动力学计算时是会受到同位素影响的？
（我是小白，BOMD是不是波恩奥本海默近似的动力学？）

卡开发发 · 发表于 Post on 2021-8-29 10:41:10

Dragonmk3 发表于 2021-8-29 09:54
就比如我不考虑中子导致的自旋轨道耦合，单纯看不同同位素形成的晶胞的晶格常数这个计算。最方便的方法是 ...

如果你只看BO势能面极小点，反映不了这种差异。

卡开发发 · 发表于 Post on 2021-8-29 10:51:42

本帖最后由卡开发发于 2021-8-29 10:54 编辑

Dragonmk3 发表于 2021-8-29 09:57
多谢指教。您的意思是不是第一性原理无法考虑同位素，但是绝热近似这个东西在做动力学计算时是会受到同位 ...

BO近似下，电子结构方面不会受到同位素的影响，但BOMD或声子部分会受到核质量的影响（在此之前你可能要明确一下构型优化过程用的是哪个能量，自洽场得到的能量和自由能计算的差异在哪）。但上述BOMD或声子中的影响并不是同位素带来的全部影响，因为BO近似当中舍弃掉的一部分也可能会有贡献，如果是这样，能做的程序应该不太多，我不做相关方向，可以看看有没有其他人给什么样的建议。

sobereva · 发表于 Post on 2021-8-29 11:29:32

Dragonmk3 发表于 2021-8-29 09:57
多谢指教。您的意思是不是第一性原理无法考虑同位素，但是绝热近似这个东西在做动力学计算时是会受到同位 ...

不是“第一性原理无法考虑同位素”，“第一性原理”在此处是不当用词，指代不确切

仔细看此文，搞清楚一些基本的逻辑关系
谈谈温度、压力、同位素设定对量子化学计算结果产生的影响
http://sobereva.com/423（http://bbs.keinsci.com/thread-10159-1-1.html）
你拿不准的情况，就去找资料看看计算原理、公式，里面牵扯到质量的情况，同位素才可能影响结果。诸如分子动力学、热力学量、振动分析、DBOC校正项、非绝热耦合矩阵元、衡量反应的隧道效应的透射系数等等，里面都涉及到质量，显然它们在计算时才都和原子质量有关系
而光是比如求解DFT能量、构造势能面等等，整个计算过程根本不牵扯到质量

至于你标题里说的同位素对晶胞的影响，撑死了也就是在特定同位素下跑动力学，然后求时间平均的晶胞尺寸，这样才能和同位素联系上。

zhou · 发表于 Post on 2021-8-30 13:40:50

限定是晶体，简单点就用准谐近似先计算看看

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