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二维体系的 DFT 溶剂化计算

BAND 支持真实的二维周期性体系的 DFT 及其溶剂化计算,在参数设置方面,仅仅是在常规的计算参数上,增加溶剂化设置即可。BAND 中有两种溶剂化方法(COSMO、SM12),其中 COSMO 能够只对单面进行溶剂化,也可以双面溶剂化,SM12 只能双面溶剂化,设置都非常简单。

本文以溶剂化能带计算为例进行简单演示,模型为石墨烯在水溶液中。

参数设置

常规参数设置

设置基组、泛函、勾选能带计算 能带计算需要设置非常高的k点质量: 将能带曲线的点间隔改小到 0.01 使得曲线光滑: 对石墨烯这种存在 Dirac 锥的能带,最好选择对称 k 点:

增加溶剂化设置

Model → Solvation(COSMO),即使用 COSMO 溶剂化模型,勾选 Include COSMO solvation 激活溶剂化方法,并选择需要的溶剂:

最后一个选项是关于是否单面溶剂化,勾选的话,二维材料沿着Z轴上方的真空区域将考虑为溶剂,下半部分真空保留位真空。如果不勾选,则上下真空均为溶剂。气体参数一般不需要修改。

如果用户要使用 SM12 溶剂化模型,则Model → Solvation(SM12),勾选并选择溶剂即可,如此上下真空区域均为溶剂。

COSMO、SM12 二者只能使用其中之一。就效率而言,SM12比COSMO效率高一个数量级,因此一般只推荐SM12。就适用范围而言,三维体系只能用COSMO,低维度体系则二者都可用。

结果查看

能带:SCM → Bandstructure: