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[求助]
晶胞中異族原子的替換 已有1人參與
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Materials studio 中設(shè)置晶胞中替換都是原子替換，那么異族的原子之間價電子不同，替換之后整個體系的價電子可能有變化，會不會導(dǎo)致體系帶電荷？并且，我有點(diǎn)不理解，實(shí)際過程中的替換都是離子替換，比如：Al3+被Mg2+替換，替換后，整個體系是顯負(fù)價的，需要正電荷離子來平衡。但建模的過程中因?yàn)槭窃犹鎿Q，則Al被Mg替換，替換前后，整個體系價電子數(shù)反而減少了，體系應(yīng)該是帶正電，那么問題到底出在哪里？是我理解錯了嗎？怎么建立跟實(shí)際相同的模型呢？ |
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緣木得貓(漫天飄雪代發(fā)): 金幣+5, 謝謝交流 2016-12-14 22:09:30
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但建模的過程中因?yàn)槭窃犹鎿Q，則Al被Mg替換，替換前后，整個體系價電子數(shù)反而減少了，體系應(yīng)該是帶正電，那么問題到底出在哪里？是我理解錯了嗎？ 你的問題裡面有一個問題，很重要的問題 以你的例子?碚f， Al 被 Mg 替換 是整個系統(tǒng)所有的 Al 全被 Mg 替換? 還是整個系統(tǒng)中單一顆 (或 n 顆) Al 被 Mg 替換? 後者的話，那你的理解就沒問題 整個系統(tǒng)的其中一個 Al (13 個價電子) 若是被 Mg (12 個價電子) 替換 那系統(tǒng)就會帶 +1 電荷 (少一個價電子) 若是前者 比方 graphene，unit cell 中會有兩顆 C (4個價電子) 其中一顆 C 若是被 N (5個價電子) 取代 那形成的材料叫 CN (carbon nitride) 或是 CN 的 C 被 B 取代 那形成了 BN (boron nitride) 這樣?K不會出現(xiàn) 帶電的問題 因?yàn)樗鼤纬刹煌慕Y(jié)構(gòu)，是不同的材料 |
2樓2016-12-14 21:06:50
jpchou
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6樓2016-12-15 16:54:28
jpchou
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【答案】應(yīng)助回帖
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8樓2016-12-15 23:29:53
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不好意思，jpchou大神，我沒說清楚，1.意思是整個系統(tǒng)中一個Al被Mg替換。2.但是還是有問題，實(shí)際過程中是Al3+被Mg2+替換，導(dǎo)致體系帶負(fù)電荷，我可不可以在用Al原子被Mg替換之后，設(shè)置NELECT=中性價電子+1來使得整個體系顯負(fù)電來與實(shí)際匹配呢？但這樣做，因?yàn)槲业氖浅麕д婵諏�，會�?dǎo)致靜電排斥力吧？（我看過您有個帖子的回復(fù)）。所以，我干脆設(shè)置NELECT=中性價電子+1，然后再在真空層加1個帶正電荷陽離子，這樣整個體系也電荷平衡了。不知道這么做對不對?您的看法呢？ |
3樓2016-12-15 08:14:43
4樓2016-12-15 08:21:34
5樓2016-12-15 16:46:41
送紅花一朵 |
直接在castep中選中原子后，選擇properties-charge可以設(shè)置原子帶電荷，設(shè)置某個原子為1，然后導(dǎo)出成POSCAR，用vasp靜態(tài)計算后，grep ‘NELECT' OUTCAR，之后發(fā)現(xiàn)價電子數(shù)的確減少了�；蛘呓�晶胞，中間放入原子，設(shè)置charge按鈕，改變設(shè)置為1，計算，得到的結(jié)果中，布居顯示，該原子是帶正電荷，然后復(fù)制這個原子，粘貼到超胞真空層中。我個人覺得這兩種方法都是可行的。 我開始的設(shè)想，我沒表達(dá)清楚。開始要表達(dá)的意思是：實(shí)際晶體中，我們說替換都是離子替換，比如Al3+被Mg2+替換，替換后，體系帶負(fù)電荷。但是建模的過程中，我們替換都是在castep中直接選擇原子，然后modify element，原子替換，則Al被Mg替換之后，體系反而價電子減少，比如價電子由200變?yōu)?99。我覺得，這不符合實(shí)際的情況，連體系正負(fù)電性都變了。所以，我覺得是否能夠設(shè)置NELECT=200+1，這樣體系相比于200的價電子體系，就是負(fù)的，這樣就符合實(shí)際了，但時又會導(dǎo)致整個體系是呈負(fù)電的，為了平衡電荷，所以會添加個帶正電荷的原子在真空層，這也是實(shí)際晶體離子替換后，有陽離子吸附在晶體表面的正�，F(xiàn)象。 看了您的回答了，我有點(diǎn)懵了。意思是不管怎么替代，不設(shè)置NELECT，系統(tǒng)是neutral狀態(tài)，可以計算。設(shè)置NELECT，系統(tǒng)在背景加入假反向電荷，系統(tǒng)還是neutral狀態(tài)。這樣，就可以計算。那怎么考慮物理上的問題，我要怎么做才能達(dá)到符合實(shí)際情況呢？或者根本達(dá)不到實(shí)際情況？有點(diǎn)沒理解您的意思。 |
7樓2016-12-15 20:58:42
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首先，再次對您表示感謝，這么有耐心的回復(fù)我，看過您對其他人的回復(fù)也是有求必應(yīng)，在小木蟲里實(shí)在是難能可貴了。其次，我終于發(fā)現(xiàn)，我的問題出在哪里了。我現(xiàn)在明白了，其實(shí)是這樣的，Al被Mg替換了，Mg跟Al相比少了一個價電子，要想成鍵必須從別的地方奪取一個電子，這時一個原子的吸附，就會導(dǎo)致該原子失去電子，變成陽離子，而Mg那里得到電子變成Mg-，這時候整個體系還是中性的。不是設(shè)置成陽離子吸附在帶電子表面，而是結(jié)果是得失電子后，變成了陽離子吸附在帶電子表面了。。我曾經(jīng)就是這么想的，但是這次還是被我自己給繞進(jìn)去了。。 至于說的，設(shè)置原子帶電的事，我也知道了POSCAR本來就只有原子位置和晶格參數(shù)，但有天自己在castep中試了下，設(shè)置原子帶正電荷，不知道為什么直接用vasp靜態(tài)計算后，得到的總價電子數(shù)會減少，，現(xiàn)在想起來，的確有點(diǎn)詭異了。 |
9樓2016-12-16 13:10:12
jpchou
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10樓2016-12-16 16:29:44
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