求助：进行有无氧空位的ZnO吸附小分子时，是否应该考虑自旋极化和+U？

drosin

进行有无氧空位的ZnO吸附小分子从而考察氧空位的作用时，是否应该考虑自旋极化和+U？

有磁性的物质一般要考虑自旋极化，有未配对的d或f轨道或缺陷的材料需要+U。Zn是d104S2，ZnO的d轨道应该是已经充满的，但因为我考虑了空位，是否应该考虑自旋极化？看了一些文献，发现有些考虑自旋极化，有些不考虑自旋极化，但因为他们过程写得都比较模糊，他们是仅考虑自旋极化（把ZnO当成反铁磁或铁磁来考虑，ISPIN=2），还是也+U了？考虑+U的话，spin，U值等怎么计算？因为我想从电子转移方面进一步阐述氧空位的作用，担心不+U不能说明问题。请老师们指点一下。

喵星大佬

你首先应该搞清楚+U到底是在修正什么问题
DFT+U 的是在 KSDFT框架下处理强关联效应的方法。简单的说就是在 d 轨道上加一项能量惩罚使得电子离散分布的能量升高，更倾向于局域化。
传统 KSDFT 的泛函基于均匀电子气模型，对格点/轨道上的局域相互作用无法描述，所以才有+U。+不+U考虑的应该是不是强关联体系。

drosin

书上说，当存在电子局域化很强的电子态时，这些电子态就称为是强关联的。杂质或缺陷的存在可能会导致周期性结构的破坏，电子波函数逐渐从扩展态转变为局域态。这是不是说我的体系也可能是强关联的？感觉有点懵......
我仅考虑自旋极化（把ZnO当成反铁磁或铁磁来考虑，ISPIN=2）的PDOS图和没有考虑自旋极化的一样；我考虑自旋极化和+U（spin为+1，up）的PDOS图与没有考虑自旋极化和没有+U的不一样，p和d轨道有些不一样了，请问我这样设置正确吗？我应该都考虑自旋极化和+U来进行计算吗？
文献上说，ZnO一般是没有磁性和反磁性的，在+U反磁性计算时，一部分Zn设为up,正数，一部分设为down，负数，我现在的是Zn32,O32的晶胞，请问要怎么设呢？

drosin

“在 d 轨道上加一项能量惩罚使得电子离散分布的能量升高”，电子的能量升高，这是否说明有电子变成激发态了？这是否需要有空轨道才可实现？做的是其它方向，想加一点点计算，但有些概念似懂非懂，有问得不当之处请见谅。有资料麻烦分享一下。

waitingseven

你目的是比较空位的作用，有氧空位的话，氧的化学计量比不是整数，肯定要把自旋加上，ispin=2, 磁矩可以先不管铁磁或反铁磁，按默认值1，至于加不加U，U加在O或者Zn，你可以先看看不加U的计算结果，如果结果不理想，再考虑加U

drosin

waitingseven 发表于 2020-8-27 15:20
你目的是比较空位的作用，有氧空位的话，氧的化学计量比不是整数，肯定要把自旋加上，ispin=2, 磁矩可以先 ...

我仅考虑自旋极化（把ZnO当成反铁磁或铁磁来考虑，ISPIN=2）的PDOS图和没有考虑自旋极化的一样；我考虑自旋极化和锌+U（spin为+1，up）的PDOS图与没有考虑自旋极化和没有+U的不一样，p和d轨道有些不一样了，所以我就不知道应不应该+U？还是我这样加对不对？

waitingseven

你意思是有空位的dos跟没空位的dos一样？

喵星大佬

原理上说U是肯定要加的，其实自旋极化不极化反倒其次。。。
再就是实际上氧化锌这种东西你用什么算都算不准。。。。

drosin

waitingseven 发表于 2020-8-27 15:54
你意思是有空位的dos跟没空位的dos一样？

仅自旋极化的，没有区别；自旋极化和+U的有区别

drosin

drosin 发表于 2020-8-27 16:33
仅自旋极化的，没有区别；自旋极化和+U的有区别

等我计算一下，没有氧空位的有没有区别，如果他的PDOS图都没有发生变化，那说明可能氧空位真的引起电子变化了，需要+U；反之，如果他的PDOS图也都发生了变化，那我怎么办，也+U来讨论？

drosin

喵星大佬 发表于 2020-8-27 16:23
原理上说U是肯定要加的，其实自旋极化不极化反倒其次。。。
再就是实际上氧化锌这种东西你用什么算都算不 ...

对，我本来把氧化锌当成无磁性的，不+U处理，但是，文献给出的多数是自旋的PDOS图，这就是把他当非磁性材料处理了，对于氧化锌+U的参数设计我不是很懂，也不知道设定的是否对，所以就很纠结......

drosin

drosin 发表于 2020-8-27 16:39
等我计算一下，没有氧空位的有没有区别，如果他的PDOS图都没有发生变化，那说明可能氧空位真的引起电子变 ...

您好。我计算了有无氧空位的ZnO考虑自旋极化和+U的PDOS图，发现他们跟不考虑自旋极化和不+U的PDOS图都不一样，我是就这样算下去吗