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Finite-size correction for slab supercell calculations of materials with spontaneous polarization

npj Computational Materials 2021年第1期7卷 520-528页

作者： Su-Hyun Yoo Mira Todorova darshana wickramaratne Leigh Weston Chris GVan de Walle Jörg Neugebauer Department of Computational Materials Design Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbHDüsseldorfGermany Materials Department University of California Santa BarbaraSanta BarbaraCAUSA Center for Computational Materials Science US Naval Research LaboratoryWashingtonDCUSA

The repeated slab approach has become a de facto standard to accurately describe surface properties of materials by density functional theory calculations with periodic boundary *** materials exhibiting spontaneous polarization,we show that the conventional scheme of passivation with pseudo hydrogen is unable to realize a charge-neutral *** presence of a net surface charge induces via Gauss’s law a macroscopic electric field through the slab and results in poor size convergence with respect to the thickness of the *** propose a modified passivation method that accounts for the effect of spontaneous polarization,describes the correct bulk limits and boosts convergence with respect to slab *** robustness,reliability,and superior convergence of energetics and electronic structure achieved by the proposed method are demonstrated using the example of polar ZnO surfaces.

关键词： surface convergence size

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