Forcite分子动力学模块计算温度对带隙及光谱的影响.pptVIP

本课程学习内容 计算石英晶体晶胞体积与温度的关系，了解分子动力学的初步使用。 二. 计算硅晶体晶胞体积与温度的关系，温度对带隙和光谱的影响。;石英熔点～1800K;MM80：Mirwald and Masone (1980) 静压实验。 ;一. 计算石英晶体晶胞体积与温度的关系，了解分子动力学的初步使用。 1. 在F盘中建立文件夹class0920 2. 打开Materials Studio，在class0920中新建名为sio2的Project。;3. 由内部数据库，输入?、?-quartz的结构;导入?、?两种石英晶体结构;先优化?-SiO2的结构。选择Quartz-beta为当前文件。;打开Energy选项卡，设置力场Forcefield为COMPASS27，计算精度Quality为Ultra-fine。;由File/Save Project保存文件；再由Window/Close all关闭窗口文件。;依次使这四个结构文件为当前文件，同时在右下角的Properties 中选 Lattice 3D，显示相应结构的体积和空间群。这些信息列于结构图的左右两侧。可以看出2、4的体积一样。;结构优化后， ?-SiO2转变为 ?-SiO2，体积一样。;关闭其它文件，仅保留结构图4，即结构优化后的?-SiO2的结构。;由Edit / Paste，将结构优化后的?-SiO2的结构复制到新的3D Viewer上。;同样，在Project下继续复制结构优化后的quartz_beta.xsd，分别将这些新的3D Atomistic.xsd重新命名为SiO2_200 ~ SiO2_2000.xsd。 课堂时间少，同学作4个： SiO2_300.xsd、 SiO2_800.xsd、 SiO2_1600.xsd 、SiO2_1800.xsd;收敛性测试～模拟计算时间与晶胞体积的关系;打开Job Control选项卡，选用本地机My Computer进行计算，设置并行数＝2，单击Run进行结构优化。;从计算结果中可以看出，模拟50ps，温度没有收敛，在Properties中选Lattice 3D，可见晶胞体积为118.657。;单击More按钮，选择Dynamics标签，按右图进行设置。注意温度固定在1200K，模拟时间增大为100ps，其余设置不变。;计算结束后，Project中出现一个新文件夹。 从计算结果中可以看出，模拟100ps，温度没有收敛，在Properties中选Lattice 3D，可见晶胞体积为124.931。;从中可以看到，随着模拟时间的增长，Temperature的震荡逐渐减小，计算出的晶体体积逐渐趋于一个常数。权衡计算时间与计算精度，本课程取模拟时间为300ps。温度高，收敛快。;下面将模拟时间固定为300ps，改变温度，计算相应的晶胞体积。;打开Job Control选项卡，选用本地机My Computer进行计算，设置并行数＝2，单击Run进行结构优化。;从计算结果中可以看出，模拟100ps，温度逐渐收敛到100K附近。在Properties中选Lattice 3D，可见晶胞体积为124.581，对称性是P1。;不同温度下SiO2晶胞的体积和对称性;二. 计算硅晶体晶胞体积与温度的关系，温度对带隙和光谱的影响。;2. 用Forcite计算300K下硅的结构;3. 以300K下Forcite计算出的硅结构为稳定构形，用第一性原理软件CASTEP计算其能带和光谱;几分钟后计算完成，出现新文件;继续显示光谱图;用同样方法计算1000K时硅的能带和光谱