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【求助】表面能的計(jì)算：幾層薄膜最穩(wěn)定？
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我計(jì)算了5層的表面超晶胞，弛豫過(guò)程中將最下面2層限定在Mg塊的位置上。請(qǐng)問(wèn)，此時(shí)我計(jì)算到的表面能，應(yīng)該說(shuō)是5層鎂薄膜的表面能，還是3層鎂薄膜的表面能？ 如果是3層，當(dāng)我要確定幾層薄膜最穩(wěn)定時(shí)，是不是可以用以下方案：分別進(jìn)行5，6，7 層的表面超晶胞的弛豫，過(guò)程中還是將下面2層限定，進(jìn)而去比較3、4、5層的鎂薄膜的表面能。請(qǐng)問(wèn)我這種方案合理嗎? |
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表面能的“收斂”和表面能的“極值”
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我現(xiàn)在正在這個(gè)問(wèn)題上糾結(jié)，希望大俠能再指點(diǎn)一二。 照你所說(shuō)，我這種方案只是使表面能更加收斂，而不是比較多少層薄膜最穩(wěn)定。因此我很想請(qǐng)教幫我解釋一下表面能的“收斂”和表面能的“極值”這兩個(gè)概念的區(qū)別和聯(lián)系。附帶上以下三個(gè)問(wèn)題： 1，表面能“收斂”是指收斂到什么值？是實(shí)驗(yàn)值嗎？ 2，假如我在5層鎂薄膜時(shí)得到表面能的極小值，這就意味著自然界最可能出現(xiàn)的鎂薄膜應(yīng)是5層（表面能最低，最穩(wěn)定），那么可不可以說(shuō)表面能的實(shí)驗(yàn)值就是5層時(shí)的表面能呢？（實(shí)驗(yàn)方面的論文我找不到，所以這樣去猜測(cè)） 3，我該以何種方案來(lái)得到表面能的最小值，從而來(lái)得到最穩(wěn)定的薄膜層數(shù)？ 這一步對(duì)我來(lái)說(shuō)很關(guān)鍵，因?yàn)槲乙旅嫜芯�，就必須先確定多少層薄膜最穩(wěn)定，然后再做吸附的研究。請(qǐng)多多指點(diǎn)！ |
3樓2011-03-22 09:34:44
acridine
木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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★ ★
youzhizhe(金幣+2): 謝謝交流。 2011-03-21 21:38:27
liancsh(金幣+2): 謝謝提示 2011-03-22 08:59:37
youzhizhe(金幣+2): 謝謝交流。 2011-03-21 21:38:27
liancsh(金幣+2): 謝謝提示 2011-03-22 08:59:37
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這個(gè)只是表述上的問(wèn)題，沒(méi)有必要深究，寫(xiě)文章時(shí)就說(shuō)計(jì)算5層slab模型得到的表面能就可以了。 另外一般都是固定slab的中間層吧，而兩個(gè)表面附近都relax的。 你的方案應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題(除了固定哪個(gè)原子)，但這么做不是為了比較那個(gè)slab穩(wěn)定，而是為了測(cè)試表面能的收斂，即“層數(shù)再高也不會(huì)影響表面能的結(jié)果了“ |
2樓2011-03-21 21:18:42
acridine
木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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★ ★ ★
bingmou(金幣+3): 很詳細(xì)，謝謝 2011-03-22 19:09:37
liancsh(金幣+2): 謝謝解答 2011-03-24 15:55:44
bingmou(金幣+3): 很詳細(xì)，謝謝 2011-03-22 19:09:37
liancsh(金幣+2): 謝謝解答 2011-03-24 15:55:44
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這里涉及到一些模擬對(duì)象的問(wèn)題。 簡(jiǎn)單的說(shuō)就是，你想關(guān)注的是表面能還是slab？這兩個(gè)問(wèn)題是不一樣的 如果計(jì)算是表面能，那么必須足夠厚的slab，使厚度效應(yīng)（如兩個(gè)面的相互作用、量子阱效應(yīng)等，這些效應(yīng)是不應(yīng)該包含到表面能中的）不會(huì)對(duì)表面能產(chǎn)生影響。因此需要收斂測(cè)試，即看多厚的slab才能排除這些效應(yīng)的影響。測(cè)試的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)，在比較薄的時(shí)候，計(jì)算得到的表面能隨著層厚振蕩比較劇烈，當(dāng)厚度超過(guò)一定值之后，趨于一個(gè)常值，這個(gè)值才是真正的表面能。 如果你比較的是不同厚度slab的穩(wěn)定性，那么就和剛好和上面的目的相反，需要考慮的恰恰是各種厚度效應(yīng)，那么就不應(yīng)該比較表面能，計(jì)算形成能可能更實(shí)際一點(diǎn)。 但想不通的是你為什么要比較slab的穩(wěn)定性，你提到了你做的是吸附，應(yīng)該是吸附在某個(gè)表面上，而不是吸附在厚度僅為1納米的slab上吧？或者你所參考的實(shí)驗(yàn)如此精確，以至于這種原子層厚度的變化都會(huì)明顯的改變吸附？ |
4樓2011-03-22 17:21:52
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很感謝你細(xì)致的解答！ 我現(xiàn)在明白了。如你所說(shuō)，我以后要研究的是在表面的吸附，只需關(guān)心表面能收斂即可。其實(shí)我一直想比較不同層slab的穩(wěn)定性是受到了我一個(gè)學(xué)姐的影響。她研究的是薄膜表面的吸附情況，所選的slab原子層都不固定，通過(guò)比較不同層薄膜的表面能，找出表面能最低的那個(gè)薄膜，作為以后研究吸附的體系。如下圖（她得到是穩(wěn)定的是5層純鎂薄膜）： 我現(xiàn)在已確定我需要研究的就是材料表面的吸附，而不是薄膜。只是這兩種情況真的挺相似，我都有點(diǎn)搞不懂材料表面和薄膜表面的區(qū)別在哪了？ |
5樓2011-03-23 08:47:07
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