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空谷新苗

木蟲 (小有名氣)

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[求助] 求助：vasp計(jì)算TiO2薄膜無帶隙。已有8人參與

vasp計(jì)算銳鈦礦相TiO2薄膜，具體步驟是：
  1.用優(yōu)化好的體材料的晶格參數(shù)建模。因計(jì)算的是純薄膜的性質(zhì)，故只建了1*1的三層薄膜（后來又建了一個(gè)5層的薄膜，但結(jié)果還是無帶隙，感覺應(yīng)該不是薄膜層數(shù)的問題）。
  2.由建好的薄膜模型得到POSCAR。POSCAR采用Selective Dynamic,固定最下層電子，讓上面兩層原子只在z方向弛豫（設(shè)置為FFT).
  3.進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。INCAR文件為：
ENCUT = 500
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = -0.01
NPAR=6
IALOGO=48
ISTART = 0
ISIF=2
ICHARG = 2
ISMEAR = 1
SIGMA = 0.1
IBRION = 1
NSW =120
POTIM = 0.2

K點(diǎn)取3*7*1
POSCAR文件為：
anatase CIF
1.00000000000000
   10.304135548894921    0.000000000000000    -0.000000000000000
   0.000000000000000    3.797100000000000    0.000000000000000
   0.000000000000000    0.000000000000000    23.440695973720747
O Ti
24 12
Selective dynamics
Direct
0.4130356769206680 0.0000000000000001 0.0249373600250313 F F F

0.5488297901615880 0.0000000000000001 0.1755252828815010 F F T

0.6846239034025090 0.0000000000000001 0.3261132057379700 F F T

0.9130356769206680 0.5000000000000000 0.0249373600250313 F F F

0.0488297901615880 0.5000000000000000 0.1755252828815010 F F T

0.1846239034025090 0.5000000000000000 0.3261132057379700 F F T

0.4079937566986610 0.5000000000000000 0.1129409421423520 F F F

。。。。。
。。。。。
  4.結(jié)構(gòu)優(yōu)化后將CONTCAR文件復(fù)制到POSCAR中，進(jìn)行靜態(tài)自洽計(jì)算。INCAR文件為：
ENCUT = 500
PREC = Accurate
EDIFF = 1E-6
EDIFFG = -0.01
NELM=150
IALOGO=48
NPAR=6
ISTART = 0
ICHARG = 2
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.1
IBRION=-1
NSW=0
ISPIN=2

K點(diǎn)取5*9*1

4.計(jì)算DOS。靜態(tài)自洽計(jì)算后修改INCAR:ISTART = 1;ICHARG = 11;ISMEAR = -5，LORBIT=11.增加K點(diǎn)，然后計(jì)算。
最后用p4vasp得出的DOS圖為：

我想請(qǐng)教一下為什么DOS圖無帶隙，我哪個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)了，該如何修改，謝謝。

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1樓 2015-05-21 17:58:06

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10樓: Originally posted by aaronzjw at 2015-05-23 21:56:52
二氧化鈦slab層數(shù)的震蕩性，建議層數(shù)取多個(gè)數(shù)值，如果有文獻(xiàn)，可以參考文獻(xiàn)

謝謝您的回復(fù)！有文獻(xiàn)建了5層，不過我也計(jì)算過5層的，還是沒帶隙。您看看我的INCAR設(shè)置沒問題吧，我剛學(xué)vasp，有些參數(shù)的意義和使用條件還不太明白。

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12樓2015-05-23 22:23:07

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xxxxxxxfc

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【答案】應(yīng)助回帖

★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
ljw4010: 金幣+1, 謝謝交流！ 2015-05-23 20:46:16

我很好奇，你們要研究的薄膜是不是只有3層原子，實(shí)際薄膜有這么薄嗎？我們這兒磁控濺射一般也有幾十到幾百納米。如果你是研究表面那可能確實(shí)應(yīng)該這樣做。

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2樓2015-05-22 14:41:09

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2樓: Originally posted by xxxxxxxfc at 2015-05-22 14:41:09
我很好奇，你們要研究的薄膜是不是只有3層原子，實(shí)際薄膜有這么薄嗎？我們這兒磁控濺射一般也有幾十到幾百納米。如果你是研究表面那可能確實(shí)應(yīng)該這樣做。

謝謝您的回復(fù)！因?yàn)槲椰F(xiàn)在剛開始計(jì)算薄膜，所以想先建一個(gè)小點(diǎn)的體系練習(xí)一下并檢驗(yàn)一下計(jì)算方法的正確性，所以只建了3層。雖然體系小了點(diǎn)，但也不該由半導(dǎo)體變?yōu)閷?dǎo)體呀。并且我看有些文獻(xiàn)上只建了5層薄膜，結(jié)果仍是半導(dǎo)體，而我后來用5層薄膜計(jì)算的結(jié)果仍是無帶隙，所以感覺不是層數(shù)的原因。您做過薄膜計(jì)算嗎？一般取幾層合適？

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3樓2015-05-22 19:09:57

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golddoushi

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【答案】應(yīng)助回帖

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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
fzx2008: 金幣+2, 謝謝回復(fù) 2015-05-23 08:57:43

主要是你沒加U，TiO2即使塊體模型按你這么算也才0.8eV gap 遠(yuǎn)小于實(shí)驗(yàn)3.6，變表面后不飽和了進(jìn)一步縮小gap就成你這樣了
+U，GW或者雜化泛函，具體參考說明書相關(guān)章節(jié)

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4樓2015-05-22 22:36:44

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4樓: Originally posted by golddoushi at 2015-05-22 22:36:44
主要是你沒加U，TiO2即使塊體模型按你這么算也才0.8eV gap 遠(yuǎn)小于實(shí)驗(yàn)3.6，變表面后不飽和了進(jìn)一步縮小gap就成你這樣了
+U，GW或者雜化泛函，具體參考說明書相關(guān)章節(jié)

謝謝您的回復(fù)！我明天+U計(jì)算一下，不過我在計(jì)算體材料時(shí)未加U計(jì)算的帶隙也有2.2eV。希望明天能出現(xiàn)奇跡。

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5樓2015-05-22 22:55:41

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lfhuang

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★ ★
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
fzx2008: 金幣+2, 謝謝指導(dǎo) 2015-05-23 08:58:46

塊體的LDA or GGA的帶隙確實(shí)是2.0 eV左右，然后表面的結(jié)構(gòu)時(shí)有表面態(tài)的，很可能還有磁性�？梢詤⒖迹�
O. Warschkow, PRL 100, 086102 (2008).

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先進(jìn)使役材料計(jì)算（https://aidme.nimte.ac.cn）

6樓2015-05-23 00:23:46

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xxxxxxxfc

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3樓: Originally posted by 空谷新苗 at 2015-05-22 19:09:57
謝謝您的回復(fù)！因?yàn)槲椰F(xiàn)在剛開始計(jì)算薄膜，所以想先建一個(gè)小點(diǎn)的體系練習(xí)一下并檢驗(yàn)一下計(jì)算方法的正確性，所以只建了3層。雖然體系小了點(diǎn)，但也不該由半導(dǎo)體變?yōu)閷?dǎo)體呀。并且我看有些文獻(xiàn)上只建了5層薄膜，結(jié)果仍 ...

我算的也是薄膜，但是我算的就是普通的晶體，沒有建晶面。我這兒薄膜一般都幾百個(gè)納米，只需算體相就行了。除非你要研究晶面的什么特性。

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7樓2015-05-23 09:43:32

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6樓: Originally posted by lfhuang at 2015-05-23 00:23:46
塊體的LDA or GGA的帶隙確實(shí)是2.0 eV左右，然后表面的結(jié)構(gòu)時(shí)有表面態(tài)的，很可能還有磁性�？梢詤⒖迹�
O. Warschkow, PRL 100, 086102 (2008).

謝謝您的指導(dǎo)！您方便把這篇文獻(xiàn)傳給我一份嗎？我在網(wǎng)上下載不了。
我的郵箱是：2399141210@qq.com
或者您發(fā)個(gè)網(wǎng)盤鏈接也行，謝謝啦!

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8樓2015-05-23 10:46:09

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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
ljw4010: 金幣+2, 謝謝交流！ 2015-05-23 20:46:27

沒加U吧，普通DFT算不準(zhǔn)的

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9樓2015-05-23 11:48:17

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二氧化鈦slab層數(shù)的震蕩性，建議層數(shù)取多個(gè)數(shù)值，如果有文獻(xiàn)，可以參考文獻(xiàn)

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