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表面能的计算

表面能计算

定义

表面能，是创造物质表面时，破坏分子间化学键所需消耗的能量。在固体物理理论中，表面原子比物质内部的原子具有更多的能量，因此，根据能量最低原理，原子会自发的趋于物质内部而不是表面。表面能的另一种定义是，材料表面相对于材料内部所多出的能量。把一个固体材料分解成小块需要破坏它内部的化学键，所以需要消耗能量。如果这个分解的过程是可逆的，那么把材料分解成小块所需要的能量就和小块材料表面所增加的能量相等。但事实上，只有在真空中刚刚形成的表面才符合上述能量守恒。因为新形成的表面是非常不稳定的，它们通过表面原子重组和相互间的反应，或者对周围其他分子或原子的吸附，从而使表面能量降低。

Northword大约 4 分钟VASP优化
DFT+U
DFT+U Calculation
 LDAU   = .TRUE.        (启用 DFT+U)
 LDATYPE=  2            (+U的类型)
 LDAUL  =  2 -1         (Orbitals for each species)
 LDAUU  =  3.5  0       (U for each species)
 LDAUJ  =  0  0         (J for each species)
 LMAXMIX=  4            (Mixing cut-off; 4-d, 6-f)
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吸附能的计算

吸附能的计算

Todo

影响因素

slab 模型在 Z 方向

  • slab 的厚度
  • 真空层厚度

一方面影响计算量的大小，另一方面，对于不同的体系，我们需要不同厚度的 slab 模型来保证计算的准确性。例如：对于金属体系来说，越开放的表面往往需要更多的层数。测试或参考他人成果。

slab 模型在 XY 方向

  • 表面大小：影响覆盖度，计算的工作量。
  • 吸附位点：top(t)，bridge(b)，fcc(f) 和 hcp(h)。
  • 吸附物种与表面结合情况：不同的分子构型?用什么原子?哪一部位和表面接触?初始猜测的键长多少? 等等
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