紧接上文：

Materials Studio官方教程：CASTEP——CO分子在Pd(110)表面的吸附【1】

Materials Studio官方教程：CASTEP——CO分子在Pd(110)表面的吸附【2】

Materials Studio官方教程：CASTEP——CO分子在Pd(110)表面的吸附【3】

8、能量分析

本节中，将要计算化学吸附能ΔE_chem。化学吸附能的定义为：

CO分子中的原子相互倾斜，可以减少CO分子因自我排斥造成的能量增加。排斥能可由下式计算得到：

为计算这些性质，需要从每次模拟计算后得到的CASTEP文本输出文档中提取总能量。

在Project Explorer中，打开CO molecule/CO CASTEP GeomOpt文件夹中的CO.castep文件。按下CTRL+F键，搜索Final Enthalpy。记录下该行出现的值。对其他体系重复此操作，找到每个体系的总能量，并完成下表：

得到这些能量值后，即可利用上面的公式计算得到ΔE_chem和ΔE_rep。它们的值应分别约为-1.79 eV和 -0.06 eV。

9、态密度（DOS）分析

接下来分析态密度（DOS）的变化。通过研究态密度，可以了解CO分子和Pd(110)面的成键机理。鉴于此，需要知道孤立的CO分子和(2×1) Pd(110)表面吸附CO分子的结构（(2×1) CO on Pd(110)）的态密度。

在Project Explorer中，打开CO molecule/CO CASTEP GeomOpt文件夹中的CO.xsd文件。

单击Modules工具条上的CASTEP按钮后的下拉箭头，然后选择Analysis，打开CASTEP Analysis对话框。

选择态密度Density of states。单击Partial单选按钮，取消选择f和sum复选框。单击View按钮。

创建了一个显示CO分子的PDOS的曲线图文件。

CO分子的PDOS

对(2×1) CO on Pd(110).xsd结构文件重复上述操作。

(2×1) Pd(110)表面吸附CO分子的PDOS

可明显看出，由于CO分子与表面相结合，在大约-20、-5和-2.5 eV时，孤立CO分子的电子态能量显著降低。

注意：Pd的默认赝势Pd_2017R2.otfg，将4s和4p半芯态视为价态。这导致算得的DOS在-84和-49 eV左右出现尖峰。上图不包括这些电子态，可以利用Properties Explorer更改X轴和Y轴的最大值和最小值来实现。

作为一个独立的练习，可以通过研究C和O原子产生的吸附复合物对PDOS的贡献来进一步分析PDOS。

按住SHIFT键并选择(2×1) CO on Pd(110).xsd文档中所有C和O原子。利用与上述操作类似的方法，生成分波DOS曲线图，该曲线图显示了与Pd电子态杂化的效果，表现为能级的展宽及向低能量的总体转移。

另有其他实验可作为独立练习进行，例如：

• 通过测试计算参数的收敛性，对结果的准确性进行研究：

1. 使用明显增加的真空层厚度值（例如，15 Å而不是8 Å）重复化学吸附计算。

2. 使用更精确的k点采样密度重复化学吸附计算；在CASTEP Electronic Options对话框的k-points选项卡中，使用0.03 1/Å的间距Separation生成更密集的k点网格。这一步骤可以重复几次，直到化学吸附能收敛到所需的精度。

3. 与上一步骤类似，通过增加CASTEP Electronic Options对话框Basis选项卡上的截断能，重复计算；选中“使用自定义截断能Use custom energy cutoff”以进行此步骤。

• 衬底层数可以对计算结果产生实质性影响；通过在切表面时使用更大的分数厚度值Fractional Thickness，可以建立具有更多Pd层的表面结构以重复本教程。

• 可以利用偶极校正，优化平板模型中的表面计算结果，特别是在存在明显偶极矩的情况下，如在CO分子中。

通过在CASTEP Electronic Options对话框的SCF选项卡选择“应用偶极子校正Apply dipole correction”下拉列表中的“自洽Self-consistent”选项，可以应用此校正。使用该设置重复计算，查看其是否对CO的吸附能产生影响。

提示：在本教程中，建议对“电子最小化方法Electronic minimizer”设置选择All Bands/EDFT选项（在CASTEP Electronic Options对话框的SCF选项卡中）。默认的“密度混合Density Mixing”选项显示了这些计算中使用的细长薄单位晶胞的收敛问题。

还可以使用CASTEP Analysis对话框上的电势Potentials选项来分析静电势。单击Import按钮时，将创建静电势的平均分布曲线图。

提示：在应用偶极子校正和不应用偶极子校正的情况下，生成的曲线图存在差异。

注意：真空层厚度必须大于8 Å才能生成静电势图，因此如果要进行最后的练习必须增加真空层厚度。

本教程到此结束。

【系列教程】

Adsorption Locator模块—定位SO2分子在Ni(111)表面的吸附位置【1】

Amorphous Cell模块—演示如何将分子填充到现有结构中【1】

CASTEP模块——利用第一性原理预测AlAs的晶胞参数【1】

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