첫 번째 원리 계산을 사용하여 1차원 반 데르 발스 이종 구조의 프로브 유형 II 밴드 정렬

이 프로토콜은 첫 번째 원칙 소프트 와이어 광대 한 표현 칼레, 나노 튜브 내부에 캡슐화 된 붕소 아질산 나노 리본에 의해 유형 2 결합 정렬사진 촉매의 전산 검사를보고합니다. 그리고 다른 예를 복용. 1단계, 원자구조를 최적화한다.

광대 한, INCAR, POSCAR, POTCAR 및 KPOINTS에 의해 구조 이완 계산에 대 한 입력 파일을 준비 합니다. 계산을 정의하는 INCAR 파일에 지정된 매개 변수가 있습니다. 파란색 상자로 둘러싸인 파일 INCAR의 선은 각 원자의 힘이 원자당 0.028 미만일 때까지 모든 원자가 완화되는 경우입니다.

POSCAR 파일에는 원자 형상 정보가 포함되어 있습니다. 파일의 초기 격자 매개 변수인 POSCAR는 급진적 또는 실험적 참조에서 선택할 수 있습니다. 주황색 상자로 표시된 대로.

KPOINTS는 KPOINT 메시를 정의하고 POSCAR는 여전히 잠재적 인 파일이 POSCAR용 붕소 아질산염 나노 리본의 초기 구조를 생성합니다. 먼저 재료 프로젝트의 웹 사이트에서 붕소 아질산염 상자 단위에 대한 POSCAR를 다운로드합니다. 그들은 V2SXF를 사용하여 POSCAR를 SXF 형식의 파일로 변환했습니다.

SXF 파일은 올바른 표현식일 수 있습니다. V2SXF POSCAR를 밴드 2 시스템에서 노에 입력합니다. 그리고 출력 POSCAR SXFGZ 탭 건지 POSCAR, 델타 SXF-GZ.

그리고 출력 POSCAR SXF. 우리는 붕소 아질산염의 슈퍼 셀을 구축하기 위해 xcrysden을 사용합니다. Type xcrysden-sxf POSCAR.Xsf.

메뉴를 선택하고, 뽑은 질병 수를 수정하고 X 및 Y 방향으로 스타일을 확장합니다. 메뉴, 파일을 선택합니다. XSF 구조를 저장하여 슈퍼 셀 구조를 내보냅니다.

xmakemol-f 슈퍼셀을 입력하여 슈퍼 셀을 열 수 있는 xmakemol을 사용 하십시오. 메뉴를 선택하고 표시추가합니다. 토글을 클릭하여 배열 내부의 원자를 지연시키고 원하는 너비와 키랄리티로 나노 리본을 캐스팅합니다.

붕소 아질산염 나노 튜브는 나노 튜브 모델러, 윈도우 시스템에서 개방형 나노 튜브 모델러 EXC에 의해 생성 될 수있다. 메뉴를 선택하고 B-N 유형을 선택합니다. 그리고 키랄성을 지정합니다.

메뉴, 파일, XYZ 테이블을 저장하여 이 구조를 내보냅니다. VMD Southwire를 사용하여 계산 작업을 시작하기 전에 원자 구조를 확인합니다. 내부 VMD 시스템에 VMD를 입력합니다.

열린 VMD 메인 창에서. 메뉴, 파일, 분자를 선택하고 찾아보기 창을 통해 POSCAR를 찾습니다. 유형 MAGE및 점수 POSCAR에 의해 POSCAR로드합니다.

그래픽 표현 그리기 메서드 창에서 다른 스타일로 구조를 표시합니다. 예를 들어 CPK를 선택합니다. 각 원자는 구로 표현되며 각 채권은 스테이크로 표시됩니다.

qsub 작업을 입력합니다. pbs는 컴퓨터에 작업을 제출합니다. 휴대용 배치 시스템 스크립트에 클래스.

job.pbs라는 스크립트의 예입니다. 작업이 완료되면 비율이 정확도 정지 구조 에너지 최소화가 필요한 경우 출력 잠금의 끝에 나타납니다. 수렴 결과는 펜입니다.

결과 POSCAR는 다음 계산에 대한 입력 파일 POSCAR로 사용됩니다. 재료의 전자 적 특성을 분석합니다. 2단계.

캡슐화 에너지를 계산합니다. 타입 mkdir 나노 복합 절연 나노 리본 절연 나노 튜브는 리눅스 시스템에서 나노 복합, 나노 리본 및 나노 튜브 내부에 대한 qsub 폴더를 만들 수 있습니다. PBS 스크립트, 작업을 준비합니다.

PBS 및 4 개의 입력 파일 INCAR, POSCAR, POTCAR 및 KPOINTS. 에너지의 경우 각 폴더에서 계산합니다. 구조를 이완시키고 CAR 형태를 계산하는 것과 동일한 방식으로 입력 파일 POSCAR가 형성됩니다.

각 폴더로 이동하여 qsub 작업을 입력합니다. 내부 리눅스 시스템에 pbs. 일련의 메이트 된 작업은 나노 복합체의 정적 자체 일관된 에너지 계산을 수행하고 나노 리본을 분리하고 나노 튜브를 각각 분리합니다.

다음으로 각 시스템 백업 명령에 대한 파일 OUTCAR의 총 에너지를 추적합니다. 정적 자체 일관된 계산을 마친 후 이 수식에 표시된 캡슐화 에너지를 계산합니다. 나노복합체의 정기적인 상호작용은 Z축과 L이 단위 세포의 격자 상수이며, Z.캡슐화 에너지는 나노복합체의 정력적 안정성을 위한 추정치로서 사용될 수 있다.

3단계, 대역 구조로부터 전자적 성질을 추출한다. 하나의 PBS, 스크립트 작업을 준비합니다. PBS 및 6개의 입력 파일.

INCAR, POSCAR, 포카, KPOINTS, CHGCAR 및 CHG. 밴드 계산의 경우 ICHARG는 INCAR에서 11과 같습니다. 사전 변환 CHGCAR 및 CHG 파일은 정적 자체 일관된 계산에서 나온 것입니다.

KPOINTS의 KPOINT 샘플링은 라인 모드입니다. qsub 작업을 입력합니다. 작업을 제출하는 내부 리눅스 시스템에 pbs.

p4vasprun을 사용하여 투영된 대역을 생성합니다. 바스프룬을 로드합니다. p4v 바스프룬을 입력하여 xml.

터미널에 xml. 메뉴, 전자 로컬 DOS 밴드를 선택합니다. 제어한 다음 대역을 선택합니다.

레이블 원자 선택에서 나노튜브의 원자 수를 지정합니다. VMD를 사용하여 해당 원자를 가리켜 원자 번호를 가져옵니다. 투영된 대역 구조에 대한 기호의 색상, 유형 및 크기를 지정합니다.

이러한 메뉴 기호와 기호 크기입니다. 메뉴를 누르고 새 줄을 추가합니다. 그래프는 나노튜브의 기여와 밴드 구조를 보여줍니다.

그런 다음 동일한 절차를 반복하여 나노 리본의 기여로 투영 된 밴드를 수집합니다. 메뉴 그래프 내보내기를 선택합니다. agr 형식으로 그래프를 파일로 내보냅니다.

예를 들어 11-4.agr로 저장됩니다. XM 등급을 사용하여 투영된 대역을 ID로 사용합니다. xmgrace11-4를 입력합니다.

메뉴 시스템에서 xmgrace를 시작하는 터미널에 agr. 메뉴를 선택하고, 레이블을 ID로 액세스 속성을 플롯하고 축 범위를 지정합니다. 수동 플롯 세트 모양을 선택하여 지정된 대역 번호 및 키 포인트로 에너지 값을 읽습니다.

방출 대역 최대 및 나노튜브 또는 나노리본의 최소 전도 대역은 각각 나노튜브 또는 나노리본의 기여와 함께 투영 된 대역에서 바로 될 수 있다. 그런 다음 발덴스 밴드 오프셋, 전도 대역 오프셋 및 밴드 간격을 계산합니다. 메뉴를 선택, 파일, APS 형식으로 그래프를 내보내기 가리키는 가리킵니다.

VBM 및 CBM의 충전 밀도로 대역을 분해계산합니다. 하나의 PBS, 스크립트 작업을 준비합니다. PB및 7개의 입력 파일, INCAR, POSCAR, POTCAR, KPOINTS, WAVECAR, CHGCAR 및 CHG.

CBM 및 VBM의 대역 번호를 지정합니다. 그런 다음 INCAR에 IBAND를 입력합니다. 각 밴드 모서리에 대해 해당 단일 KPOINT를 사용합니다.

포인트는 CHGCAR, CHG를 수렴합니다. 그리고 WAVECAR 파일은 정적 자체 일관된 계산에서 나온 것입니다. qsub 작업을 입력합니다.

작업을 제출하는 내부 리눅스 시스템에 pbs. 작업이 완료된 후 VMD를 사용하여 실제 공간에서 VBM 및 CBM을 플롯합니다. VMD 세션을 시작하고 POSCAR를 로드합니다.

VMD 메인 창에서 메뉴, 파일, 새 분자를 선택합니다. 찾아보기 창을 통해 PARCHG를 찾습니다. PARCHG를 유형별로 로드하고 PARCHG를 누르고 점수를 매긴다.

메뉴를 선택하고, 솔리드 서피스를 그리고 그래픽 표현 창에 단색 표면을 표시합니다. ISO 값을 적절한 값(예: 0.02)으로 변경합니다. 메뉴 색칠 방법을 사용하지만 ISO 표면의 색상을 변경합니다.

4단계, 외부 필드에 의한 나노복합체의 전자적 특성을 조절한다. 나노 복합체에 가로 전기장을 추가합니다. 하나의 PBS, 스크립트 작업을 준비합니다.

PBS 및 4 개의 입력 파일, INCAR, POSCAR, POTCAR 및 KPOINTS. eV Astrum 단위로 태그 e-필드에 의해 전기장의 강도를 정의합니다. 설정 LDIPOLT, 설정 IDIPOL 은 2와 같습니다.

그리고 전기장이 적용되어 Y축을 허용합니다. 구조 최적화 없이 2단계와 3단계를 따라 정적 자체 일관된 계산 및 밴드 구조 계산을 수행합니다. 나노복합체에 강도의 세로 테스트를 추가하고, 주기적인 방향을 따라 격자 파라미터를 체인하여 문자열 효과를 고려한다.

예를 들어, 축을 따라 나노복합체의 격자 파라미터를 최적화하기 위해 2.5045 Astrum을 적용하면 1%를 적용하고 이를 통해 Z를 따라 축 인장 강도가 작용한다. POSCAR의 격자 매개 변수를 2.529545 Astrum으로 변경합니다. 1단계 다음 수정 구조를 완화하고, 2단계와 3단계에 따라 정적 자체 일관된 계산 및 밴드 구조 계산을 수행합니다.

대표적인 결과. 캡슐화 에너지는 나노 복합체의 에너지 안정성을 위한 대략적인 추정치로 사용될 수 있다. 붕소 아질산 나노 리본의 캡슐화 에너지, 2, a 3, 및 붕소 아질산 나노 튜브 내부에 캡슐화 4 11, 11은 0.033 eV Astrum, 0.068 eV Astrum 및 0131 eV Astrum 각각이다.

캡슐화 에너지는 나노리본 크기의 크기 순서에 따라 다르지만, 세 나노복합체 모두 2형 대역 선형을 존재한다. 이는 붕소 아질산염 및 나노리본의 밴드 구조로, 붕소 아질산나노튜브 내부에 캡슐화된 4개의 나노튜브, 11, 11이다. 발렌스 밴드 최대 및 전도 대 최소 나노 튜브 및 나노 리본에 각각 위치.

엇갈래밴드 정렬은 충전 수송의 주요 메커니즘에 대한 경전류에 다음과 같이 유익하다. 사진은 X 지점에서 나노 리본에 전기 광고 선체를 생성합니다. 그런 다음 전체 나노 리본에서 나노 튜브로 분리됩니다.

계산된 valence 대역 오프셋은 317 마이크로 eV입니다. 약 13 마이크로 eV인 300켈빈의 열 에너지보다 큽습니다. 이렇게 하면 사진 생성 캐리어의 재조합 속도가 효과적으로 줄어듭니다.

넓은 스펙트럼을 통해 빛 수확을 향상시키기 위해, 이것은 전기장을 전송하고 세로 인장 강도는 붕소 아질산염 나노 리본에 적용, 붕소 아질산 나노 튜브 내부에 캡슐화 4, 11, 11. 이것은 진공 레벨에 비해 대역 가장자리의 진화이며, 어떤 필드에 반응하지 않습니다. 이 나노복합체에서 0.95 eV에 가까운 최대 0.95 eV까지의 실질적인 갭 감소가 두 외부 분야에 의해 관찰된다.

더 중요한 것은, 엇갈래 밴드 선형은 확산에 대해 유지됩니다. 물의 레독스 잠재력은 파란색 파선으로 표시됩니다. 밴드 가장자리는 레독스 전위와 상대적이며 이러한 나노 복합체가 물 분할에 유망할 수 있음을 나타냅니다. 결론.

솔로 물 분할에 적합한 특성을 가지고 있는 저차원 물질을 발견하기 위해 계산 스크리닝 접근 방식을 사용하는 것은 신속하고 효율적입니다. 이러한 1차원 시스템은 포토 촉매 수소 생성과 안전한 캡슐 스타일 도달을 통합할 것을 제안할 수 있다. 상기 광생성 전자는 나노리본에 의해 수집될 수 있으며, 양성자는 나노튜브를 통해 침투하여 정전기 어트랙션에 의해 결합된 수소 분자를 생성할 수 있다.

생성된 수소는 원치 않는 역반응이나 폭발을 피하기 위해 나노튜브 내에서 완전히 분리된다. 첫 번째 원칙 계산은 PPE 기능을 사용하여 갭 상태를 과소 평가합니다. 그러나 밴드 정렬 및 밴드 오프셋의 필수 트렌드를 캡처할 수 있습니다.

발덴스 밴드 오프셋, 전도 대역 오프셋 및 밴드 갭의 더 정확한 값실험 작업과 비교하면 작동 기능이 오히려 채택되어 PPE 함수보다 시간이 오래 걸립니다. 사진 생성 선체와 전기의 수명을 해결하기 위해 외에 정적 상태 나노 당뇨병 환자는 나에게 필요한 몇 가지 계산을 거부합니다. 이것은 긴 일생 경력으로 사진 촉매를 설계하는 데 중요합니다.