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[CASTEP/MS] 表面能计算公式问题

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发表于 2018-1-10 16:27:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
本人最近在研究表面能的计算,但是在各种不同地方却见到了各种不同的计算公式:如γ=[Eslab-Ebulk] /2A、γ=[Eslab-n*Ebulk] /2A、γ=[Eslab-Ebulk] /A,并且其中符号的含义也有多种,让我最近十分困惑
请教一下各位老师,在使用MS的CASTEP或者Dmol3模块计算时,表面能公式按照哪个选比较好?

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 楼主| 发表于 2018-1-11 11:10:35 | 显示全部楼层
有人吗。。。请各位老师给我指点指点。。。

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发表于 2018-1-11 16:11:14 | 显示全部楼层
我是按照第一个公式计算的。 但是做的不是第一性原理。

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 楼主| 发表于 2018-1-11 17:01:08 | 显示全部楼层
让你变成回忆 发表于 2018-1-11 16:11
我是按照第一个公式计算的。 但是做的不是第一性原理。

感谢回复!
请问您研究的具体是什么呢,选第一个公式的原因是什么

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发表于 2018-1-11 19:35:01 | 显示全部楼层
zorow 发表于 2018-1-11 17:01
感谢回复!
请问您研究的具体是什么呢,选第一个公式的原因是什么

用第二个公式。那个n值选取是按照这样的原则:slab的原子数目=n*单胞bulk的原子数目。这样同一个slab层高足够高的时候表面能就只和面积A有关,除以2A的原因是一块固体劈裂后产生两个面。

这些基本定义在wiki(https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_energy)或者一些固体的书籍上就能找到。

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 楼主| 发表于 2018-1-11 20:43:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 zorow 于 2018-1-11 20:45 编辑
卡开发发 发表于 2018-1-11 19:35
用第二个公式。那个n值选取是按照这样的原则:slab的原子数目=n*单胞bulk的原子数目。这样同一个slab层高 ...

谢谢卡开发发老师的指点!
假如我的bulk有4个A原子,4个B原子,而slab则为8A8B,则n的值即为8/4=2,是这样的吗?

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 楼主| 发表于 2018-1-11 20:48:22 | 显示全部楼层
卡开发发 发表于 2018-1-11 19:35
用第二个公式。那个n值选取是按照这样的原则:slab的原子数目=n*单胞bulk的原子数目。这样同一个slab层高 ...

另外还有一个问题向您请教:表面能计算中表面积的值就是slab中的晶胞参数a*b吗

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发表于 2018-1-11 21:25:31 | 显示全部楼层
zorow 发表于 2018-1-11 20:48
另外还有一个问题向您请教:表面能计算中表面积的值就是slab中的晶胞参数a*b吗
假如我的bulk有4个A原子,4个B原子,而slab则为8A8B,则n的值即为8/4=2,是这样的吗?

是的
另外还有一个问题向您请教:表面能计算中表面积的值就是slab中的晶胞参数a*b吗

不一定啊,切出来的Slab有可能γ不是90°,算算平行四边形面积就好了。
近期忙。

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 楼主| 发表于 2018-1-11 21:50:57 | 显示全部楼层
卡开发发 发表于 2018-1-11 21:25
是的

不一定啊,切出来的Slab有可能γ不是90°,算算平行四边形面积就好了。

好的,那就用a*b*sinC算了,谢谢您!

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 楼主| 发表于 2018-1-12 10:19:50 | 显示全部楼层
卡开发发 发表于 2018-1-11 21:25
是的

不一定啊,切出来的Slab有可能γ不是90°,算算平行四边形面积就好了。

卡开发发老师,我还有一个问题请教您:
在测试真空层厚度时,居然得出了厚度越大表面能越大的结果,请问这样的结果正常吗,是不是因为我的计算精度太低(Medium)所致?

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发表于 2018-1-12 10:49:20 | 显示全部楼层
卡开发发 发表于 2018-1-11 19:35
用第二个公式。那个n值选取是按照这样的原则:slab的原子数目=n*单胞bulk的原子数目。这样同一个slab层高 ...

老师您好,我在做111切面的时候切出来的两个面不是一样的,这时候也除以2A?
我想用楼主提到的第二个公式测试layers对表面能的影响,得到的是一个折线图,阅读相关文献是趋于平稳的,这样的情况是出现了什么问题,谢谢

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发表于 2018-1-12 10:56:39 | 显示全部楼层
zorow 发表于 2018-1-12 10:19
卡开发发老师,我还有一个问题请教您:
在测试真空层厚度时,居然得出了厚度越大表面能越大的结果,请问 ...

一般情况相同原子slab比bulk能量高,slab之间距离拉开后能量升高还是正常的。
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发表于 2018-1-12 11:07:16 | 显示全部楼层
追枫少年 发表于 2018-1-12 10:49
老师您好,我在做111切面的时候切出来的两个面不是一样的,这时候也除以2A?
我想用楼主提到的第二个公 ...

两个面是否是一样的没关系,比如一个AB两种原子构成的晶体沿着晶面方向原子的排列有可能是...ABABAB...,切出来上表面是A下表面是B,但上下表面能够拼成一个完整的bulk,这样根据表面能的定义来计算是没有问题的。如果上下表面不能满足能够拼成一个bulk,那么其实无法按照定义来计算表面能,另外就是这样构造出来的表面不符合化学计量比。为了保证这个条件,你可以按照整数来增加层高。一般趋势上会有些小的振荡,但这个振荡是衰减的。
近期忙。

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发表于 2018-1-12 11:47:03 | 显示全部楼层
卡开发发 发表于 2018-1-12 11:07
两个面是否是一样的没关系,比如一个AB两种原子构成的晶体沿着晶面方向原子的排列有可能是...ABABAB..., ...

感谢老师的精彩解答,我做的工作就是按照4的倍数来增加的层数。正如您说的,上表面是A下表面是B,我认为我的slab模型是满足化学计量比,可是得到的是折线图,在0.1eV的范围震荡,这样的情况如何得到我想要测试的层数呢?

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发表于 2018-1-12 11:50:50 | 显示全部楼层
追枫少年 发表于 2018-1-12 11:47
感谢老师的精彩解答,我做的工作就是按照4的倍数来增加的层数。正如您说的,上表面是A下表面是B,我认为 ...

0.1eV的振荡已经不是很大了,你可以考虑再加上workfunction修正看看会不会好点。
近期忙。
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