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如何进行一维周期性体系的结合能、能量分解pEDA

BAND的一维是真正的一维体系,不需要加真空,在一维材料外围是无限大的真空,从而使得BAND在精度和计算效率方面均优于平面波程序。由于pEDA分析支持正常k空间布点,而NOCV则只支持Gamma点,因此建议二者分别计算。本文使用AMS2019.301以上版本完成。

模型

这里我们跳过了结构优化的步骤。直接给出优化后的结构:

    Atoms
        H 0.4137584865093231 -1.364407896995544 -0.1048367694020271
        H 3.905043363571167 -1.368606209754944 -0.1630810648202896
        O -1.776240348815918 -0.0372278243303299 0.1618054360151291
        O 1.821238875389099 0.03570600971579552 0.2059087008237839
        H -1.408504962921143 1.645284414291382 -1.043372511863708
        H 2.18213939666748 1.707667112350464 -1.009295344352722
        H -0.3535199165344238 1.359930753707886 0.4157731831073761
        H 3.295168399810791 1.394378900527954 0.39700847864151
        C -0.8852173686027527 0.8954787254333496 -0.4305866062641144
        C 2.724980115890503 0.945950984954834 -0.4311369955539703
        O 0.03939072415232658 0.2860212028026581 -1.339725971221924
        O 3.576916217803955 0.3126263022422791 -1.369324088096619
        C 0.9520775079727173 -0.6158681511878967 -0.7048302292823792
        C 4.457893371582031 -0.6303196549415588 -0.7661175131797791
        H 1.498764157295227 -1.074758529663086 -1.543194055557251
        H 4.984376907348633 -1.096200942993164 -1.611913681030273
        O -0.781221330165863 -0.4054707288742065 -4.007828235626221
        H -0.4269334971904755 -1.302894949913025 -4.186177730560303
        H -0.4472250938415527 -0.1933794617652893 -3.102663278579712
    End
    Lattice
        7.144288539886475 0.0 0.0
    End

把这段数据直接复制到Input窗口即可。注意,此时Main窗口的Periodicity自动修改为Chain了,也就是一个真正的一维材料,外围为无限大的真空。

第二步:设置参数

参数设置详细介绍,参考:【入门基础教程】单点计算与BAND的基本参数设置、计算效率。这里由于研究表面吸附,存在弱键,因此使用色散修正泛函-D3(BJ)。元素较轻,因此DZP基组即可:

体系分成吸附水分子、聚合物2个区,分区方法参考如何创建分区,如下图: 设置K点越大越精确,但计算量也越大: 勾选该选项,即开启pEDA功能

设置完成后,File > Save As,保存任务。

第三步:运行任务

提交任务的方式,参考正式版的安装、维护与升级。如果提交到Linux系统,参考:Linux系统中,片段分析如何使用run文件提交任务

第四步:结果查看

SCM - Output - Properties > PEDA Energy Terms即可看到能量分解的情况。

   P E D A   E n e r g y   T e r m s
  -------------------------------------------------------------------
  PBE                 au           eV     kcal/mol       kJ/mol
  -------------------------------------------------------------------

 Main bond energy terms
   E_Pauli  |    0.01221        0.332         7.66         32.0
   E_disp   |   -0.00221       -0.060        -1.39         -5.8
   E_elstat |   -0.01050       -0.286        -6.59        -27.6
   E_orb    |   -0.00982       -0.267        -6.16        -25.8
            |  ---------    ---------    ---------    ---------
   E_int    |   -0.01032       -0.281        -6.48        -27.1

其中△Eint表示两个分区之间的结合能。其他各项能量的含义,请参考pEDA能量各项的含义