求助，关于计算In2O3（100）面加掺杂Sn原子的体系对气体吸附是否需要偶极修正

BBH · 发表于 Post on 2023-4-23 17:10:09

各位老师好，我目前计算遇到了一些问题，想请教一下，我采用的是MS中CASTEP对In2O3进行掺杂Sn和吸附的计算，采用的泛函是GGA-WC，截断能设置的是380eV，k点为3*3*3，构建的In2O3的空间群号是206，对In原子和O原子都进行了＋U，分别是3ev和5ev，建的晶面是In2O3的（100）面，选取的是In终止面，为了不破化化学计量比，所以在切面时top值为0.033，thickness值为1，切出来的面包含8层原子，为极性表面，所以我进行了偶极修正（只是在calculation里勾选了self-consistent），固定了下面的四层原子，真空层厚度为20A，但是在优化前后原子的整体位置进行了移动，想问一下我这种情况正确吗，计算时core选择了32，跑了一天了也之跑出一个点，也能否麻烦帮我看一下我的参数设置是否正确，同时也想问一下，对于这种极性表面，若不加偶极修正，对计算吸附能、能带结构、PDOS以及mulliken有影响吗？
晶面优化参数：

优化前：

优化后：

WilliamH · 发表于 Post on 2023-4-24 09:30:27

勾选偶极矫正，优化时表面整体移动到中间是正常情况。“跑了一天也只跑出一个点”，不太清楚你指的是什么。就k点而言，至少在真空层方向取1即可；不知道你的截断能是否经过测试，感觉不太够；+U和偶极矫正都会增加收敛的难度；如果是研究小分子吸附，需要加上色散矫正（DFT-D）；不勾选Fix occupancy；偶极矫正对部分结果的影响论坛里之前有过讨论，可以搜索一下，最好结合自己的进行体系测试。

BBH · 发表于 Post on 2023-4-24 11:29:55

本帖最后由 BBH 于 2023-4-24 11:43 编辑

WilliamH 发表于 2023-4-24 09:30
勾选偶极矫正，优化时表面整体移动到中间是正常情况。“跑了一天也只跑出一个点”，不太清楚你指的是什么。 ...

好的，非常感谢老师的解答，我还有一些疑问想请问一下，如果只计算晶面的单侧吸附（只算一个面的吸附），需要考虑偶极修正吗，跑了一个点是指算了一天过后，只算完了一次收敛循环，截断能的取值是看的参考文献里面的取值，以及想问一下，为什么不勾选fix occupancy呀，是在计算切面的几何优化的时候就不勾选还是在计算原子掺杂时不勾选或是计算气体吸附时不勾选，麻烦老师了。

WilliamH · 发表于 Post on 2023-4-24 12:38:34

BBH 发表于 2023-4-24 11:29
好的，非常感谢老师的解答，我还有一些疑问想请问一下，如果只计算晶面的单侧吸附（只算一个面的吸附）， ...

严格来说是要考虑偶极校正的，特别是吸附小分子本身就存在偶极矩的情况下，为了保险起见是需要挑几个吸附吸附结果对加和不加偶极校正进行测试的（但据我所知这种修正通常对吸附能影响不大）。如果我没理解错的话，你的意思是一天只算了一个scf，这个计算速度就太慢了，比如原子数是不是太多了？截断能和k点数是否合理？切表面之后可能会使得其“禁带消失”，适当增加一些空带有助于收敛。

BBH · 发表于 Post on 2023-4-24 14:51:47

本帖最后由 BBH 于 2023-4-24 15:17 编辑

WilliamH 发表于 2023-4-24 12:38
严格来说是要考虑偶极校正的，特别是吸附小分子本身就存在偶极矩的情况下，为了保险起见是需要挑几个吸附 ...

好的，非常谢谢老师回答了我的疑问，同时也想问一下，您上面所说的小分子，我去搜索了一下，说是小分子是一个有机化学概念，一般将分子量小于900道尔顿的有机化合物分子称为小分子，想问一下那SO2、NO2这种也属于小分子吗，同时也想问一下，因为我只计算单侧吸附，也仅仅对单侧吸附的一面进行Sn原子掺杂，如果采用偶极校正后，因为优化后表面会整体移动到中间，想问一下，我是固定底层三层原子，弛豫上三层原子，再将气体分子移动的单侧吸附的那一面，进行计算，还是只固定中间两层原子，弛豫两个表面，再将气体分子放到单侧吸附的那一面呀。我对这方面不太了解，有较多疑问，麻烦老师了。

WilliamH · 发表于 Post on 2023-4-25 08:50:04

BBH 发表于 2023-4-24 14:51
好的，非常谢谢老师回答了我的疑问，同时也想问一下，您上面所说的小分子，我去搜索了一下，说是小分子是 ...

属于。固定底层，弛豫表层。

BBH · 发表于 Post on 2023-4-25 09:05:09

本帖最后由 BBH 于 2023-4-25 09:18 编辑

WilliamH 发表于 2023-4-25 08:50
属于。固定底层，弛豫表层。

好的，谢谢老师，还有一些疑问想问一下，我昨天计算了In2O3的（110）面，计算了它的能带结构，发现禁带宽度很明显的减小了，想问一下这种情况正确吗，是什么原因导致的呀，非常感谢老师。

WilliamH · 发表于 Post on 2023-4-26 09:39:59

BBH 发表于 2023-4-25 09:05
好的，谢谢老师，还有一些疑问想问一下，我昨天计算了In2O3的（110）面，计算了它的能带结构，发现禁带宽 ...

我之前计算遇到过这种情况，但我没有深究，具体的原因是什么我也不能很明确地告诉你。

BBH · 发表于 Post on 2023-4-26 19:57:15

本帖最后由 BBH 于 2023-4-27 09:44 编辑

WilliamH 发表于 2023-4-26 09:39
我之前计算遇到过这种情况，但我没有深究，具体的原因是什么我也不能很明确地告诉你。

好的，谢谢老师,还想问一下，就是切面后几何优化禁带宽度减小了，还能拿这个结构去算掺杂和吸附吗，还有一个，就是我拿这个模型进行了掺杂，其能带结构和DOS图如下，想问一下，就是这个图里面，费米能级进入了导带，但是导带底和价带顶还是有一定距离，这时候还能计算禁带宽度吗，以及它是否仍表现半导体特性，麻烦老师了。

WilliamH · 发表于 Post on 2023-4-27 11:02:54

BBH 发表于 2023-4-26 19:57
好的，谢谢老师,还想问一下，就是切面后几何优化禁带宽度减小了，还能拿这个结构去算掺杂和吸附吗，还有 ...

我是研究热催化的，涉及到知识盲区了。

BBH · 发表于 Post on 2023-4-27 17:53:31

WilliamH 发表于 2023-4-27 11:02
我是研究热催化的，涉及到知识盲区了。

好的，谢谢老师

Pamela · 发表于 Post on 2023-5-1 15:16:32

BBH 发表于 2023-4-24 14:51
好的，非常谢谢老师回答了我的疑问，同时也想问一下，您上面所说的小分子，我去搜索了一下，说是小分子是 ...

请问偶极校正是加在哪一步？只在自洽加还是优化自洽都需要加？如果后续还要算能带，能带里也需要加偶极校正参数吗？

BBH · 发表于 Post on 2023-5-2 20:32:33

Pamela 发表于 2023-5-1 15:16
请问偶极校正是加在哪一步？只在自洽加还是优化自洽都需要加？如果后续还要算能带，能带里也需要加偶极校 ...

我也不太清楚这些问题，哎，我目前还没有加偶极校正

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