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vacation2008

木蟲 (小有名氣)

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[交流] DFT能計算帶電荷的離子在表面的吸附嗎？

上次寫了一個論文關(guān)于模擬銅離子在閃鋅礦表面吸附的，結(jié)果老外說DFT是算不準(zhǔn)的，只能計算不帶電荷的體系，請問對嗎？

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1樓 2012-12-25 21:03:45

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lfhuang

木蟲 (著名寫手)

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vacation2008(金幣+1): 謝謝參與
sunyang1988: 金幣+1, 謝謝交流 2012-12-27 19:51:42

這種問題估計必需得對離子-離子和離子-背景電荷相互作用有個論證，不然計算的結(jié)果可信度確實讓人不放心，尤其是半導(dǎo)體，更尤其是半導(dǎo)體表面系統(tǒng)。

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6樓2012-12-26 02:13:22

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hugoxia

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vacation2008(金幣+1): 謝謝參與

可以的。如果是吸附離子，我覺得還是用贗勢平面波的方法計算比較好，尤其是晶體結(jié)構(gòu)的。不要用高斯或Dmol之類的，那種你得構(gòu)建電荷背景

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10樓2012-12-28 12:01:39

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kjsun

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vacation2008(金幣+1): 謝謝參與

我個人的理解
如果你用算cluster的軟件算的，例如Gaussian，應(yīng)該是可以算離子吸附的。
如果你用的是周期場的軟件算的，例如vasp，絕對不行。
因為會形成一個周期的排斥（就是這個周期的Cu+ 和其他周期的Cu+排斥），結(jié)果就是能量跟你的cell大小強烈相關(guān)，而且永不收斂。所以，不是DFT的問題，是你的軟件是那種？

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11樓2012-12-28 17:01:55

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kjsun

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vacation2008: 金幣+1, 很有幫助，謝謝 2012-12-29 12:39:54

引用回帖:

11樓: Originally posted by kjsun at 2012-12-28 17:01:55
我個人的理解
如果你用算cluster的軟件算的，例如Gaussian，應(yīng)該是可以算離子吸附的。
如果你用的是周期場的軟件算的，例如vasp，絕對不行。
因為會形成一個周期的排斥（就是這個周期的Cu+ 和其他周期的Cu+排斥） ...

你用的MS啊，
MS是周期場的，
因此，絕對不行
老外審稿人說的是對的，只能算中性的體系

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13樓2012-12-28 17:03:06

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hugoxia

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vacation2008: 金幣+1, 謝謝你的幫助，看來這個問題確實存在爭議 2012-12-30 18:28:24

引用回帖:

14樓: Originally posted by vacation2008 at 2012-12-29 12:48:00
吸附能算不準(zhǔn)，但是我想請問算的其他結(jié)果可信嗎？比如說我算出來銅離子能在ZnS表面S上形成化學(xué)吸附，這個結(jié)果對嗎？謝謝...

MS 有多少模塊啊，“MS是周期性場”，啥玩意啊，周期性邊界化處理只是個方法。JPCC上很多用VASP算吸附的，怎么就不行了。你說有問題，（1）表面積你沒有進行測試，（2）你算吸附離子，完全可以把kp取樣點,設(shè)為gamma，就行了唄。這也是我自己的意見，但是對于kjsun 的看法，不敢茍同。

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15樓2012-12-29 15:13:44

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卡開發(fā)發(fā)

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vacation2008(金幣+1): 謝謝參與

castep情況不明，但DMol3是采用凝膠模型方法將過剩電荷與背景電荷抵消，VASP處理應(yīng)該也是如此，否則單胞內(nèi)的電荷會導(dǎo)致scf發(fā)散。恰恰只有PBC（周期邊界條件）能做這件事。

電荷并不應(yīng)該加載局域原子上，量子力學(xué)中的電子顯然是離域的，化合價只是個概念，切勿當(dāng)真。

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21樓2015-01-07 18:47:50

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茅塞頓開

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2樓2012-12-25 21:35:23

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userhung

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sunyang1988: 金幣+1, 謝謝交流 2012-12-27 19:51:13

http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_shanxhg201103012.aspx
http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=3800947
http://www.cqvip.com/Read/Read.aspx?id=38646862

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3樓2012-12-25 22:00:12

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liyong.gan

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sunyang1988: 金幣+1, 謝謝交流 2012-12-27 19:51:20

我覺得應(yīng)該這么理解Cu離子吸附問題，在你的模型中，實際上用Cu原子，只是吸附之后，電荷從Cu原子向表面轉(zhuǎn)移，從而形成Cu離子，而表面相當(dāng)于一個電荷的水池一樣，只是和Cu原子成鍵的那幾個局部的表面原子會獲得電荷。
此外，因為你的表面問題，那么就會有真空層，一般加電荷應(yīng)該是加在整個體系上的，而不是加在Cu原子上。
順便問一下，你是用什么DFT軟件？可能有一些DFT軟件能實現(xiàn)局部加電荷，不過我就不知道了。

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4樓2012-12-26 01:33:40

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feass2

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sunyang1988: 金幣+1, 謝謝交流 2012-12-27 19:51:31

可以計算啊，在setup里不有Charge嗎？要多少電荷就加多少電荷就行了。

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5樓2012-12-26 01:37:33

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zxyan

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可以計算，只是基組選取的時候要不斷挑選的。

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7樓2012-12-26 03:01:38

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4樓: Originally posted by liyong.gan at 2012-12-26 01:33:40
我覺得應(yīng)該這么理解Cu離子吸附問題，在你的模型中，實際上用Cu原子，只是吸附之后，電荷從Cu原子向表面轉(zhuǎn)移，從而形成Cu離子，而表面相當(dāng)于一個電荷的水池一樣，只是和Cu原子成鍵的那幾個局部的表面原子會獲得電荷。 ...

我是用MS算的，開始算的時候在銅原子上加了2個電荷，因為我不是搞這個的只是學(xué)了些皮毛。不知道這樣對不，當(dāng)時想用銅原子算，這樣有脫離了實際，礦物浮選中都是用銅離子在活化閃鋅礦。

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8樓2012-12-26 09:36:45

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7樓: Originally posted by zxyan at 2012-12-26 03:01:38
可以計算，只是基組選取的時候要不斷挑選的。

基組選取的時候要不斷挑選，是什么意思啊？我初學(xué)的，能否詳細(xì)點，這樣吸附能能算準(zhǔn)嗎

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9樓2012-12-26 09:38:55

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10樓: Originally posted by hugoxia at 2012-12-28 12:01:39
可以的。如果是吸附離子，我覺得還是用贗勢平面波的方法計算比較好，尤其是晶體結(jié)構(gòu)的。不要用高斯或Dmol之類的，那種你得構(gòu)建電荷背景

我就是用贗勢平面波的方法計算的，但是這種計算出來的吸附能好像不對

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12樓2012-12-28 17:02:31

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13樓: Originally posted by kjsun at 2012-12-28 17:03:06
你用的MS啊，
MS是周期場的，
因此，絕對不行
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吸附能算不準(zhǔn)，但是我想請問算的其他結(jié)果可信嗎？比如說我算出來銅離子能在ZnS表面S上形成化學(xué)吸附，這個結(jié)果對嗎？謝謝

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14樓2012-12-29 12:48:00

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liyong.gan

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5樓: Originally posted by feass2 at 2012-12-26 01:37:33
可以計算啊，在setup里不有Charge嗎？要多少電荷就加多少電荷就行了。

在setup那里是有一個charge的選項，針對Cu/襯底體系，我想問一下，加的電荷一定是加在了Cu原子上面了嗎？
我覺得這個就和堿金屬原子在襯底上吸附一樣，在有些襯底上吸附，電荷重新分布，堿金屬就是以離子的形式存在，但是在用DFT模擬的時候，也沒有給堿金屬帶電啊。

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16樓2012-12-29 17:11:56

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Sleepybird

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5樓: Originally posted by feass2 at 2012-12-26 01:37:33
可以計算啊，在setup里不有Charge嗎？要多少電荷就加多少電荷就行了。

這樣能行嗎？我用的castep，要算離子的，問了下實驗室的師兄說這樣好像有問題。

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18樓2015-01-07 09:29:29

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Sleepybird

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該說計算的圈子小嗎？最近在看一篇文章，也對其中離子吸附很感興趣，因為大多都是中性分子吸附。DFT computation of Cu adsorption on the S atoms of sphalerite (110) surface，這應(yīng)該就是樓主的那篇文章。

帖子很好啊。

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19樓2015-01-07 09:37:06

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有些爭議啊，問了很多人，后來也客觀的給老外回復(fù)了，可以多交流，其實我是偶爾搞點計算

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20樓2015-01-07 18:33:10

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liuqun

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21樓: Originally posted by 卡開發(fā)發(fā) at 2015-01-07 18:47:50
castep情況不明，但DMol3是采用凝膠模型方法將過剩電荷與背景電荷抵消，VASP處理應(yīng)該也是如此，否則單胞內(nèi)的電荷會導(dǎo)致scf發(fā)散。恰恰只有PBC（周期邊界條件）能做這件事。

電荷并不應(yīng)該加載局域原子上，量子力學(xué) ...

你好，我看很多文章都計算周期性結(jié)構(gòu)吸附帶電荷離子的反應(yīng)，但是不知道他們是怎么處理電荷的，你知道怎么用castep或 VASP處理表面吸附離子的反應(yīng)嗎

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22樓2015-03-16 20:12:33

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22樓: Originally posted by liuqun at 2015-03-16 20:12:33
你好，我看很多文章都計算周期性結(jié)構(gòu)吸附帶電荷離子的反應(yīng)，但是不知道他們是怎么處理電荷的，你知道怎么用castep或 VASP處理表面吸附離子的反應(yīng)嗎...

CASTEP可以指定charge，VASP通過制定總電子數(shù)目即可。

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23樓2015-03-16 22:11:51

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laury

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23樓: Originally posted by 卡開發(fā)發(fā) at 2015-03-16 22:11:51
CASTEP可以指定charge，VASP通過制定總電子數(shù)目即可。...

請問在DMol3中可以設(shè)置周期平板的電荷嗎？比方說帶0.1eV的電荷，是在setup還是modify-charge中設(shè)置啊？

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24樓2018-09-27 20:50:54

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請問DMol如何構(gòu)建背景電荷�。�

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25樓2018-09-28 14:58:59

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24樓: Originally posted by laury at 2018-09-27 20:50:54
請問在DMol3中可以設(shè)置周期平板的電荷嗎？比方說帶0.1eV的電荷，是在setup還是modify-charge中設(shè)置�。�...

周期體系盡量還是不要帶過剩電荷，否則靜電作用會隨著晶格尺寸變化，而且隨著晶格尺寸增加能量收斂緩慢，除非通過特定的修正。

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laury

26樓2018-09-29 01:04:38

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26樓: Originally posted by 卡開發(fā)發(fā) at 2018-09-29 01:04:38
周期體系盡量還是不要帶過剩電荷，否則靜電作用會隨著晶格尺寸變化，而且隨著晶格尺寸增加能量收斂緩慢，除非通過特定的修正。...

嗯，特定的修正具體指什么�。课沂窍肟捶肿釉趲Р煌姾傻慕饘俦砻娴奈角闆r，看文獻上比較多用VASP做的，要用背景電荷補償，但是我剛接觸這個，不知道dmol中怎么操作呢。

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27樓2018-09-29 21:06:01

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dxcharlary

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首先，這個問題取決于你建的胞和真空層的大小。
其次，這個問題還取決于你關(guān)注的到底是電荷密度分布還是能量數(shù)值。
最后，這兩個問題都是有辦法解決的，而不是“絕對不行”。

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28樓2018-09-29 22:16:18

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castep里面是加的初始的背景電荷，經(jīng)過scf循環(huán)之后，大多數(shù)情況會收斂到局域原子上。
量子力學(xué)里面電子確實有離域傾向，但是別忘了，你還有原子實提供的中心勢場。

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29樓2018-09-29 22:18:41

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27樓: Originally posted by laury at 2018-09-29 21:06:01
嗯，特定的修正具體指什么��？我是想看分子在帶不同電荷的金屬表面的吸附情況，看文獻上比較多用VASP做的，要用背景電荷補償，但是我剛接觸這個，不知道dmol中怎么操作呢。...

比如Markov-Payne修正，DMol3應(yīng)該沒辦法做。

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30樓2018-09-29 22:33:46

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29樓: Originally posted by dxcharlary at 2018-09-29 22:18:41
castep里面是加的初始的背景電荷，經(jīng)過scf循環(huán)之后，大多數(shù)情況會收斂到局域原子上。
量子力學(xué)里面電子確實有離域傾向，但是別忘了，你還有原子實提供的中心勢場。...

我指的局域是經(jīng)典的嚴(yán)格局域化，原子核提供中心勢場也不會出現(xiàn)這樣的嚴(yán)格局域（不確定性原理擺在這），所以允許設(shè)置的才是體系電荷而不是某原子的電荷，只是為了解釋這件事而已，免得有些較真的人還真的動用constraint DFT去做這樣的計算來湊所謂的化合價。

自洽之后這些電子確實會有局域化的傾向，但不是那種嚴(yán)格的局域化，也就是說其實也很難指明全部增加的電子到底在那個有限的區(qū)域。（過剩）電荷和背景電荷其實一般還是指兩種不同的東西，有（過剩）電荷的時候，背景電荷一般固體計算的程序還是按照凝膠近似做吧。

加過剩電荷不做修正處理的話，比較個同一表面相同格子大小的體系的相對吸附能還是可以的，其余情況沒什么意義。

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31樓2018-09-29 23:24:52

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15樓: Originally posted by hugoxia at 2012-12-29 15:13:44
MS 有多少模塊啊，“MS是周期性場”，啥玩意啊，周期性邊界化處理只是個方法。JPCC上很多用VASP算吸附的，怎么就不行了。你說有問題，（1）表面積你沒有進行測試，（2）你算吸附離子，完全可以把kp取樣點,設(shè)為gamm ...

VASP官方都不認(rèn)可這樣的做法，其實，在不做什么修正的時候（比如Markov-Payne或者MT修正之類的），確實會出現(xiàn)他說的情況，如果你去做一個帶電荷的體系其實你就知道體系的能量隨著真空層的變化了（雖然我當(dāng)年也不信這個耐克鞋）。雖然不像kjsun說的那樣絕對不行，但如果要讓算出來的吸附能稍微有點意義就必須做修正，至于只取Gamma點也不能消除這種問題，除非引進的靜電勢就不是周期性的。

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32樓2018-09-29 23:42:30

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dxcharlary

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引用回帖:

31樓: Originally posted by 卡開發(fā)發(fā) at 2018-09-29 23:24:52
我指的局域是經(jīng)典的嚴(yán)格局域化，原子核提供中心勢場也不會出現(xiàn)這樣的嚴(yán)格局域（不確定性原理擺在這），所以允許設(shè)置的才是體系電荷而不是某原子的電荷，只是為了解釋這件事而已，免得有些較真的人還真的動用constr ...

1. 這個需要具體問題具體分析。不過對于大多數(shù)體系來說，單純從電荷密度的角度來說，實際的局域化還是你說的嚴(yán)格局域化，區(qū)別并不大。
2.能量是另外一個問題，不同晶格的修正是必須要加的，才有可比性。

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33樓2018-09-30 22:02:49

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su-b0817樓

2012-12-29 22:46 回復(fù)

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