这里我们使用AMS软件的片段分析功能,该功能默认即进行Voronoi电荷计算,因此我们只需要额外增加AIM的设置即可。
本文模型为二维周期性结构,因此使用BAND模块完成。本教程使用AMS2023版完成。
这是一个二维石墨烯模型,表面吸附了一个OH基团,因此我们将OH设置为Region_1,石墨烯设置为Region_2(分区操作参考:如何创建分区)
其中Numerical Quality设置为Good即可,然后点击其右侧的>按钮单独设置k点和积分布点的方法,注意这里建议采用teVelde方法精度级别为6(高精度):
保存作业并运行。
整体的作业SCM → Output → 窗口底部搜索“AIM analysis for the density”,可以看到AIM计算得到的每个原子上的电子数目:
AIM analysis for the density atom spin-up spin-down ------------------------------------------------------------------- 1 2.998440 2.998440 2 2.999296 2.999296 3 2.992981 2.992981 4 2.991997 2.991997 5 2.999888 2.999888 6 2.985844 2.985844 7 2.995295 2.995293 8 3.004751 3.004750 9 2.997046 2.997046 10 2.999898 2.999898 11 2.995212 2.995212 12 2.822234 2.822235 13 3.004720 3.004719 14 2.991997 2.991997 15 2.992247 2.992248 16 2.995229 2.995229 17 2.995257 2.995257 18 2.992986 2.992986 19 2.999308 2.999309 20 2.996417 2.996417 21 3.000519 3.000520 22 3.001690 3.001691 23 2.998433 2.998434 24 3.003582 3.003585 25 3.003149 3.003150 26 3.000518 3.000518 27 2.996694 2.996693 28 2.999754 2.999754 29 3.003532 3.003532 30 2.996394 2.996393 31 3.004145 3.004145 32 2.996715 2.996715 33 4.460953 4.460953 34 0.220371 0.220372 ------------------------------------------------------------------- total 100.437490 100.437495
在AMSinput → Model → Coordinates可以看到33号原子是O,此处O原子的电子数目4.460953+4.460953=8.921906,而O是8号元素,因此带电8-8.921906 = -0.921906
类似打开碎片OH的作业,可以看到结合前O的情况为:
AIM analysis for the density atom spin-up spin-down ------------------------------------------------------------------- 1 4.782866 3.774410 2 0.217016 0.225516 ------------------------------------------------------------------- total 4.999882 3.999925
O是第一个原子,因此O的AIM电荷为:8-(4.782866+3.774410)=-0.557276
因此,结合后为得到了-0.921906 - (-0.557276) = -0.36463电荷 = 0.36463 e。
SCM → View → 选中关心的原子 → Properties → Atom info → Voronoi Deformation Charge(total)分别查看整体、Region_1、Region_2,类似相减即可。
不过从VDD电荷的数据上来看,OH中O原子的VDD电荷为-0.134,在氧化石墨烯中的VDD电荷为-0.205,OH 与石墨烯的结合,仅仅导致O原子得到0.071e。
一般认为AIM会得到过大电荷。