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《VASP实用教程》第十三弹:如何用VASP计算功函数?

本文为华算科技撰写的《VASP实用教程》第13篇,全系列约60篇,将在近期陆续更新。

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功函数(work function)又称功函、逸出功,在固体物理中被定义成:把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量。一般情况下功函数指的是金属的功函数,非金属固体很少会用到功函数的定义,而是用接触势来表达。

《VASP实用教程》第十三弹:如何用VASP计算功函数?

功函数的大小通常大概是金属自由原子电离能的二分之一。金属的功函数表示为一个起始能量等于费米能级的电子,由金属内部逸出到真空中所需要的最小能量。功函数的大小标志着电子在金属中束缚的强弱,功函数越大,电子越不容易离开金属。金属的功函数约为几个电子伏特。铯的功函最低,为1.93ev;铂的最高,为5.36ev。功函数的值与表面状况有关。可以简单的理解为物体拥有或者抓获电子的能力。

那么如何用VASP计算功函数呢?具体步骤如下:

INCAR中参数设置

1.加极化修正

IDIPOL=3 极化修正的方向

LDIPOL= .TRUE. 是否加极化修正

LVTOT = .TRUE.  计算work function (即静电势)

2.如果不加极化,直接用

LVTOT = .TRUE.  计算work function (即静电势)

#:极化修正是用在二维系统的计算,使用的情況大多是在表面有出现偶极时,如果上表面与下表面组成不同的情況下,就会形成偶极,或是表面有极性分子这类的元素,此时需要加极化修正。

最后计算的结果需要用vtotav.f进行处理,选取需要验证的方向即可。

vtotav.f需要发邮件向维也纳大学索要。

最后附上一些金属的功函数

《VASP实用教程》第十三弹:如何用VASP计算功函数?

参考资料:

http://www.goscience.cn/article/articleInfo?type=2&id=166

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=567091&do=blog&quickforward=1&id=773930

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