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adf:stmixing [2020/11/30 19:52] – [定性图像显示自旋密度] liu.jun | adf:stmixing [2023/04/17 14:51] (当前版本) – [定性图像显示自旋密度] liu.jun | ||
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======分子晶体中部分分子处于三重态怎么计算?怎么计算自旋密度====== | ======分子晶体中部分分子处于三重态怎么计算?怎么计算自旋密度====== | ||
- | 这种情况,其它软件较难解决,在BAND中,可以尝试通过指定电子占据实现,为了把问题说的清晰明了,这里以$O_2$+$H_2O$为例。正常情况下$O_2$处于三重态,$H_2O$处于单重态。在BAND中,我们直接计算一个$O_2$一个$H_2O$的混合物体系,Main中勾选Unrestricted,将会自动收敛到能量最低的电子态——得到一个三重态的$O_2$分子,一个单重态的$H_2O$分子: | + | 这种情况,其它软件较难解决,在BAND中,可以尝试通过指定电子占据实现,为了把问题说的清晰明了,这里以O< |
+ | 本文以分子晶体为例,实际上也适用于铁磁体系。一般而言,在没有指定Spin Poparization,但勾选了Unrestricted的情况下,材料会自动收敛到正确的铁磁态上。 | ||
=====参数设置===== | =====参数设置===== | ||
勾选Unrestricted,BAND将自动收敛到正确的自旋态上,当然本例中指定Spin Polarization为2(即三重态)也可以: | 勾选Unrestricted,BAND将自动收敛到正确的自旋态上,当然本例中指定Spin Polarization为2(即三重态)也可以: | ||
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- | 精确计算,需要设置k点为Very Good,但是为了方便我们看到电子的分布,这里我们设置为Gamma Only,便于与ADF计算结果进行对比: | + | **<color green>精确计算,对于一般晶体而言,需要设置k点为Very Good</ |
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- | 在SCM LOGO > Output > Band Gap Info可以看到电子的占据方式,确实是alpha电子比beta电子多2个,对照ADF模块单独计算$O_2$和$H_2O$可以确认α自旋多出来的两个电子确实属于$O_2$,与ADF模块单独计算出来的$O_2$、$H_2O$一致。 | + | 在SCM LOGO > Output > Band Gap Info可以看到电子的占据方式,确实是alpha电子比beta电子多2个,对照ADF模块单独计算O< |
=====结果分析===== | =====结果分析===== | ||
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* 第一列为轨道序号,2、3、4列数据为α自旋能级(因为使用了Gamma点,所以“能带”变成一个点,重复列了两次能量)、占据数,5、6、7列出的是β自旋的能级、占据数。 | * 第一列为轨道序号,2、3、4列数据为α自旋能级(因为使用了Gamma点,所以“能带”变成一个点,重复列了两次能量)、占据数,5、6、7列出的是β自旋的能级、占据数。 | ||
- | * 可以看到α自旋刚好比β多了两个电子。对照ADF在相同条件下计算$O_2$和$H_2O$的能级结果,可以发现上述结果就是两个分子能级简单地混在一起而已,也就表明BAND在没有指定自旋多重度的情况下,得到了正确的自旋多重度与电子占据。 | + | * 可以看到α自旋刚好比β多了两个电子。对照ADF在相同条件下计算O< |
- | ADF计算得到的$O_2$能级列表: | + | ADF计算得到的O< |
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- | ADF计算得到的$H_2O$能级列表: | + | ADF计算得到的H< |
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可以看到第1个O原子上面α电荷数-β电荷数:-0.966(Hirshfeld模型的结果);第2个O类似-1.005。也就是二者各多出一个α电子。其他原子则基本上α、β电荷树脂相近,从而二者差值很小。 | 可以看到第1个O原子上面α电荷数-β电荷数:-0.966(Hirshfeld模型的结果);第2个O类似-1.005。也就是二者各多出一个α电子。其他原子则基本上α、β电荷树脂相近,从而二者差值很小。 | ||
====定性图像显示自旋密度==== | ====定性图像显示自旋密度==== | ||
- | 也可以从自旋电子密度(Density$_{Spin α}$ - Density$_{Spin β}$)可以非常简单的看到: | + | 也可以从自旋电子密度(Density<sub>Spin:α</ |
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- | 显示C-1 = Density$_{Spin:α}$ - Density$_{Spin:β}$,可以看到α电子比β电子多出来的两个,对应O$_2$的二重简并HOMO轨道(π: | + | 显示C-1 = Density<sub>Spin:α</ |