MaterialsStudio原子替换掺杂(二)

更节省计算资源的计算掺杂的方案

1.前言

在之前的掺杂方法中，采用了按比例扩胞的策略。该方法往往导致单个胞体包含数十甚至上百个原子，即形成较大的计算模型，对计算资源要求较高，且掺杂比例的控制精度有限。

最近又了解到原来可以直接设置掺杂比例

首先执行“Make P1”操作，消除结构的对称性。

以Mn原子替换V原子为例，目标掺杂比例为2%，无需进行扩胞处理。在单个胞体内可见6个V原子，但由于周期性边界条件的存在，实际独立原子数目并非直观显示的6个。可通过选取任一V原子，观察左侧属性面板中的“Composition”项以获取成分信息。

双击“Composition”项，弹出元素组成及比例窗口。再次双击V元素，将其比例暂时设为100% Mn，点击“OK”。

此时可见胞体内两个V原子被替换。这源于周期性边界条件的等效性：这两个V原子在周期边界下可视为同一独立原子。

对于简单结构，亦可直接判断独立原子数目。例如下图所示模型中，独立V原子数目为4。

为实现2%的掺杂浓度（即每100个V原子中有2个Mn原子），等价于每25个胞体中包含2个Mn原子，即单个胞体平均含有0.08个Mn原子。因此，随机选取一个V原子进行组分替换设置：V原子占据概率为92%，Mn原子为8%。

完成上述设置后，即可进行相应的计算。