Расчет реакции на поверхности кристалла

[darkchemist]

Подскажите пожалуйста с методикой расчета реакции на поверхности кристалла оксида цинка.
Запуск в природе приводит к значительному искажению геометрии оксида цинка, в гауссиане с зафиксированными координатами оксида цинка не получается - Convergence criterion not met.

Код: Выделить всё

30       4.361293000     -3.776981000     -6.188000000
8        4.361293000     -3.776981000     -3.867500000
30       5.451641000     -5.665519000     -3.094000000
8        5.451641000     -5.665519000     -0.773500000
30       4.361293000     -3.776981000      0.000000000
8        4.361293000     -3.776981000      2.320500000
30       5.451641000     -5.665519000      3.094000000
8        5.451641000     -5.665519000      5.414500000
30       4.361293000     -3.776981000      6.188000000
8        4.361293000     -3.776981000      8.508500000
30       5.451641000     -5.665519000      9.282000000
8        5.451641000     -5.665519000     11.602500000
30       4.361293000      0.000019000     -6.188000000
8        4.361293000      0.000019000     -3.867500000
30       5.451641000     -1.888519000     -3.094000000
8        5.451641000     -1.888519000     -0.773500000
30       4.361293000      0.000019000      0.000000000
8        4.361293000      0.000019000      2.320500000
30       5.451641000     -1.888519000      3.094000000
8        5.451641000     -1.888519000      5.414500000
30       4.361293000      0.000019000      6.188000000
8        4.361293000      0.000019000      8.508500000
30       5.451641000     -1.888519000      9.282000000
8        5.451641000     -1.888519000     11.602500000
30       4.361293000      3.777019000     -6.188000000
8        4.361293000      3.777019000     -3.867500000
30       5.451641000      1.888481000     -3.094000000
8        5.451641000      1.888481000     -0.773500000
30       4.361293000      3.777019000      0.000000000
8        4.361293000      3.777019000      2.320500000
30       5.451641000      1.888481000      3.094000000
8        5.451641000      1.888481000      5.414500000
30       4.361293000      3.777019000      6.188000000
8        4.361293000      3.777019000      8.508500000
30       5.451641000      1.888481000      9.282000000
8        5.451641000      1.888481000     11.602500000

[Гесс]

вы ж его как самостоятельный кластер запускаете, а не как кристалл в периодике?
Тут все плохо с валентностями и соответственно я бы не доверял результатам даже если бы оно сошлось.
Во первых надо чем то забить нижнюю сторону пластинки, оптимизировать я бы в любом случае не стал бы, искажения геометрии гарантированны чем не забивай.
Далее мне совершенно не очевидно что поверхность выглядит именно так, это безусловно одна из плоскостей но далеко не факт что выгодная. Оксид алюминия скажем обычно режут по другой плоскости, там где сверху одни кислороды (зачастую далее функционализированные).
Дальше посмотрим по вашему ответу.

[darkchemist]

Да, запускался как самостоятельный кластер.
По данным кристаллографического анализа построил ячейку 3*3*3 и срезал верхний слой.
Скажите пожалуйста, как по Вашему мнению ее надо было резать?

[Гесс]

как первое рандомное предположение - я бы резал "поперек" если считать что вы резали "вдоль". И брал бы 2 слоя.
Но лучше погуглите по расчетам на поверхности оксида цинка, это не настолько редкая система и я зуб даю что ктото чтото на ней (или ее саму) уже считал.

[Гесс]

Вот такой подход к вопросу http://iopscience.iop.org/article/10.10 ... 305001/pdf мне нравится. Но это периодика, VASP, площадью поверхности пожертвовали в угоду глубине кристалла и верхним слоям позволили релаксировать. Однако для 32-атомника половина площади накрывается уже молекулой этанола, а 64-атомная периодика думаю уже требует некоторых вычислительных ресурсов. Ну и периодические расчеты это вещь в себе.
С другой стороны под оксид цинка есть параметризованные DFTB сеты, а это уже намного дешевле чем ДФТ (примерно по ценам полуэмпирики, которую в зависимости от задачи тоже возможно можно пользовать).
Вообщем незная что надо сложно чтото советовать. Пока могу сказать что показанный вами кластер будет считаться очень хреново во первых изза краевых эффектов, во вторых изза монослойности и нарушенности валентности. Если вас это не смущает то можно уйти в самые простые ДФТ функионалы типа LDA и самые дешевые базисы (не дороже 6-31G*). Оно будет не только дешево но и более терпимо к всякому такому. Разумеется точность снизится но, имхо, использование такого кластера будет вносить такие погрешности, что это уже не важно. Если это не поможет кластеру свестись, то дальше только понижение критериев сходимости. Для борьбы с краевыми эффектами можно поробовать все краевые цинки забить гидроксильными группами, а мостиковые кислороы протонами, соблюдая элекронейтральность.