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adf:peda-nocv-surface

这是本文档旧的修订版!


ETS-NOCV计算:材料表面-分子的轨道相互作用、电子转移

预备知识

NOCV orbital、NOCV density、NOCV Def(ference) density的化学直观含义,参考:ETS-NOCV理论,尤其是ETS-NOCV方法将EDA(能量分解)中Orbital Interactions具体分解到不同轨道上

本例以MgO表面吸附CO为例,计算CO与MgO之间的化学价自然轨道。

本例是二维周期性体系与分子之间的相互作用,三维、一维周期性体系操作完全一致,只是Main菜单中Periodicity设置分别为Bulk(xyz三个方向具有周期性)、Chain(x方向具有周期性),而本例中二维周期性体系,设为Slab(xy方向具有周期性)。

代表性文献:

建模

二维表面的建模,参考从三维晶体切割出二维表面

也可以从其它软件导入。可以使用VNL(免费,可以在费米科技官网在线申请),很轻松的创建石墨烯二维片层等模型,注意设置二维片层为轴方向。创建完毕之后,Export为CIF文件。ADFinput中,File > Coordinates Import导入,之后将Main菜单中Periodicity从Bulk(表示三维)改为Slab(表示二维)。这样表面建模就完成了。可以在上面添加分子。关于ADF软件建模的基本操作,参考:基本的建模功能(土豆视频)聚合物的建模设置默认显示晶体的周期数

不过本例中使用现成的坐标:

Mg       0.59538358       0.59538226       0.20750000
Mg       2.08384335      -0.89307752      -1.89750000
Mg      -2.38153597       0.59538226       0.20750000
Mg      -0.89307620      -0.89307752      -1.89750000
O        2.08384335      -0.89307752       0.20750000
O       -0.89307620      -0.89307752       0.20750000
O        0.59538358       0.59538226      -1.89750000
O       -2.38153597       0.59538226      -1.89750000
O        0.59538553       0.59539200       3.95250000
C        0.59538493       0.59538903       2.80750000
VEC1     2.97691955      -2.97691955       0.00000000
VEC2     2.97691955       2.97691955       0.00000000

拷贝上述内容,在ADFinput中CTRL V粘贴即可。

为了方便操作,最好只显示一个周期。

将CO和MgO设置为两个region,具体参考:如何创建分区

设置参数

Numerical quality的设置在后面有,这里不需要设置。

此处只关心其化学性质,因此只需要计算Gamma点。

File > Save as保存任务,命名禁忌参考:软件运行故障及排除方法

提交任务

查看结果

查看NOCV能量项

在ADFinput窗口点击SCM LOGO > Output,点击Properties > PEDA-NOCV Energy Terms

各项意义,参考预备知识。E_tot一列就是该NOCV对能量分解(PEDA Energy Terms)中的E_orb的贡献,加起来等于PEDA Energy Terms中E_orb项的大小。

查看NOCV轨道

在ADFinput或者Output窗口点击: SCM LOGO > View > Fields → Grid → Fine, Add → Isosurface: With Phase

查看该NOCV对片段相互作用之后的形变密度的贡献

Fields → Grid → Fine, Add → Isosurface: With Phase

电子从红色区域流向蓝色区域。本例中,从CO流向MgO表面。

不过需要注意!NOCV都是成对出现的:alpha(上图中Spin列中所示字幕A)、beta(上图中Spin列中所示字幕B),也就是说,自动对AB进行了加和。

设置透明度

透明度设置为50%,这样能看清原子的同时,也能看清空间分布。

导出图片

参考:如何从ADFinput、View、Movie等图形窗口导出图片

注意:

  • SCM LOGO > View>Add>Isosurface>NOCV densities,显示NOCV的密度空间分布;
  • SCM LOGO > View>Add>Isosurface: With Phase>NOCV Orbitals,显示NOCV轨道波函数的空间分布(包括两个相位都显示);
  • SCM LOGO > View>Add>Isosurface: With Phase>NOCV Def Densities,显示NOCV之间的密度差(例如NOCV_1**2表示第一个NOCV的模方,也就是密度),红色区域表示失去电子,蓝色区域表示得到电子。
  • 所有的NOCV Def Densities加起来,就是形成吸附的过程中总的电子转移

这些量的含义,参考:ETS-NOCV理论nocv-disdinguishbonding

adf/peda-nocv-surface.1550393360.txt.gz · 最后更改: 2019/02/17 16:49 由 liu.jun

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