ここでは、金属結晶の作業関数の計算方法を紹介します。以下の手順に従ってください。

ESM法を用いた電子ワーク機能

ここでは、金属結晶の作業関数の計算方法を紹介します。

以下の手順に従ってください。
1。結晶構造の最適化
2。スラブモデルの作成
3。ESM モデルの作成
4。ESM法を適用した構造最適化
5。作業関数値の比較

1。結晶構造最適化

まず、材料プロジェクトから得られたBCC構造のLiを用いて計算を行います。計算ソフトにはクアンタム・エスプレッソを使いました。

Figure 1 Crystal structure of Li in BCC structure
図1 BCC構造におけるLiの結晶構造

表1 マテリアルズ・プロジェクトとクアンタム・エスプレッソの格子定数

2。スラブモデルの作成

最適化された結晶構造に基づいて金属スラブモデルを作成します。Exabyte.io や NanoLabo にインストールされているスラブモデルを使用して作成することもできます。

Figure 2 Creating a slab model with NanoLabo
図2 ナノラボでスラブモデルを作成する

ここでは、100 のフェース、110 のフェース、111 のフェースが作成されました。

* NanoLabo は Exabyte.io でも使用できます。

3。ESM モデルの作成

Quantum ESPRESSOのESMメソッド機能を使うことで、真空層を多く取らなくても正確に求めることができます。そこでここでは、Quantum ESPRESSOのESMメソッド関数を使って計算用のモデルを作成します。モデルは「境界条件」から作成されます。今回は、タイプとして bc3 を選択しました。

図3 モデル作成例

作成した ESM モデルを保存します。

4。ESM法に適合した構造最適化

Exabyte.ioは、ESMメソッドを使用する計算ワークフローを提供します。今回は「効果的なスクリーニング媒体 (ESM) リラックス」を使います。

Figure 3 Structural optimization workflow using the ESM method
図 4 ESM 法を用いた構造最適化ワークフロー

5。作業関数値の比較

計算結果は以下のように表示されます。

Figure 4 Calculation result screen
図5 計算結果画面

ESM法を使うと、末端の電位がゼロになるので、フェルミ準位の符号を変えた値が作品になります。

Figure 5 Potential energy diagram displayed by Exabyte.io
図 6 Exabyte.io によって表示されるポテンシャルエネルギーダイアグラム

作業関数の値と各方位角面の実験値を比較した結果を示します。

表 2 各方向平面の作業関数値と実験値

計算結果は実験値に近い値を示しています。すべての面の平均値は 2.95 eV で、実験値にさらに近い値です。

[1] アポフ・チニコフとBMTSアレフ、ソヴ・フィス-ソリッドステート 9 (1968) 2766

オリジナルソース: https://ctc-mi-solution.com/esm法を利用した仕事関数の計算方法/