castep计算slab的单点能时考虑偶极校正SCF不收敛

卡开发发

going6667 发表于 2025-2-19 22:21
卡卡老师，又来打扰您了。最近做表面计算时遇到了几个问题，能向您请教一下吗？
（1）真空层可以减少上 ...

1、可以，越大的话实际上偶极作用确实会越弱。
2、要说所有情况我个人觉得很难讲，另外偶极修正的办法不是唯一的，个别方法或许也会带来其他问题。
3、一些性质尽管计算昂贵，但实际上随着真空层有可能收敛并不算太慢，这种情况给予足够真空层即可。
对前三点补充一些讨论：
尽管偶极作用随着真空层尺寸增加会减弱，但这个收敛十分缓慢，一些性质如能级或者吸附能或许收敛不见得很慢。功函数和静电势等应该很敏感，不加结果应该几乎没办法看。消除这个偶极的办法有很多，其中vasp是类似于添加一个反向的电场，或者有些程序采用特定的边界条件，这种情况可能会造成上下表面各自存在一个真空能级。不通过这种修正也有办法，比如可以通过对真空层尺寸外推，但操作起来也有别的麻烦。
4、VASP使用赝氢的情况我不太了解，你可能得进一步找找资料，我不清楚

赝氢要放在悬挂键原键长一半的位置

这个结论是有严格推导还是有人自己想出来的。原则是说，所采用的等效模型应该要使下端原子复现体现化学环境。

going6667

卡开发发 发表于 2025-2-19 23:13
1、可以，越大的话实际上偶极作用确实会越弱。
2、要说所有情况我个人觉得很难讲，另外偶极修正的办法不 ...

感谢卡卡老师在百忙之中抽空回答！
1. 关于1-3，您的意思是非对称表面的一些昂贵性质可能可以采用增大真空层的方式来减少偶极相互作用的影响，但功函数和静电势加上才比较可靠。请问老师我这样理解有问题吗？
2. 关于4，我感觉另一表面的悬挂键会显著影响表面体系的电子结构，再加上体系是共价体系，于是我采用了赝氢钝化的方法，并在科学网上找到一个博客，里面应该都是作者实践或看文章总结得到的经验：http://blog.sciencenet.cn/blog-2686986-1175883.html，里面提到：对于加赝氢的位置，通常选DB切开之前的键的中点位置加赝氢。本文作者有些思考对我启发很大，但也有些地方也让我很难理解，比如非极化表面不存在悬挂键，包括上面提到的加赝氢的位置。不知道卡卡老师您怎么看待这些问题？

卡开发发

going6667 发表于 2025-2-20 10:11
感谢卡卡老师在百忙之中抽空回答！
1. 关于1-3，您的意思是非对称表面的一些昂贵性质可能可以采用增大真 ...

1、是的，基本上没问题。其实最直接能够解决的办法就是进行测试，如果不进行校正也应当使用外推的方法。

2.1 赝氢问题

对于加赝氢的位置，通常选DB切开之前的键的中点位置加赝氢。

我不确定这句话的依据来源。我个人看法是，至少引入赝氢应当符合以下原则：如果我们做一个slab模型，上下都按照如此方式增加赝氢（或采用引文中提到的对赝氢进行固定）是否能够让这个表面中间区域的结构相关信息与块体一致？既然加了赝氢消除了全部的悬挂键，此时Fermi能级附近的电子结构信息是否复现块体？

2.2 非极化表面的悬挂键
这个我不太能认同。实际情况可能2D材料确实没悬挂键，因为切面过程打破的是层间vdW作用。其他情况很难说，比如我们把足够宽的石墨烯纳米带看成是石墨烯（真空在z方向）沿着x方向切开，这种情况这个纳米带会带局域磁矩（AFM为基态，若进行正确的磁矩初猜），一些表面会有类似情况。