weekend checkin :)
[lectures/latex.git] / posic / talks / upb-ua-xc.tex
index 2e8d15b..9df59c7 100644 (file)
@@ -1195,12 +1195,12 @@ POTIM = 0.1
  fractional & 0.1547 & 0.1676 \\
  in \AA & 0.84 & 0.91 \\
  \hline
- \end{tabular}
+ \end{tabular}\\[0.2cm]
+ {\scriptsize\underline{PC (Vasp)}}
  \includegraphics[width=6.1cm]{c_100_pc_vasp.ps}
  \end{center}
  \end{minipage}
 
-
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
@@ -1209,7 +1209,8 @@ POTIM = 0.1
   Again: C \hkl<1 0 0> interstitial migration (VASP)
  }
 
- $\hkl<0 0 -1> \rightarrow \hkl<0 0 1>$ migration:
+ $\hkl<0 0 -1> \rightarrow \hkl<0 0 1>$ migration
+ ($3\times 3\times 3$ Type 2):
 
  \small
 
@@ -1257,7 +1258,8 @@ POTIM = 0.1
   Again: C \hkl<1 0 0> interstitial migration (VASP)
  }
 
- $\hkl<0 0 -1> \rightarrow \hkl<0 -1 0>$ migration:
+ $\hkl<0 0 -1> \rightarrow \hkl<0 -1 0>$ migration
+ ($3\times 3\times 3$ Type 2):
 
  \small
 
@@ -1286,17 +1288,321 @@ POTIM = 0.1
  \Rightarrow \Delta E_{\text{f}} = E_{\text{mig}} = ?.?? \text{ eV}
  \]
 
- Unexpected \& ({\color{red}more} or {\color{orange}less}) fatal:
+ \vspace*{0.5cm}
+ {\large\bf
+ Intermediate configuration {\color{red}not found} by now!
+ }
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  C in Si interstitial configurations (VASP)
+ }
+
+ Check of Kohn-Sham eigenvalues\\
+
+ \small
+
+ \begin{minipage}{6cm}
+ \hkl<1 0 0> interstitial\\
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6cm}
+ Saddle point configuration\\
+ \end{minipage}
+ \underline{$4\times 4\times 3$ Type 1 - fixed border atoms}\\
+ \begin{minipage}{6cm}
+385:      4.8567  -   2.00000\\
+386:      4.9510  -   2.00000\\
+387:      5.3437  -   0.00000\\
+388:      5.4930  -   0.00000
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6cm}
+385:      4.8694  -   2.00000\\
+386: {\color{red}4.9917}  -   1.92603\\
+387: {\color{red}5.1181}  -   0.07397\\
+388:      5.4541  -   0.00000
+ \end{minipage}\\[0.2cm]
+ \underline{$4\times 4\times 3$ Type 1 - no constraints}\\
+ \begin{minipage}{6cm}
+385:      4.8586   -  2.00000\\
+386:      4.9458   -  2.00000\\
+387:      5.3358   -  0.00000\\
+388:      5.4915   -  0.00000
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6cm}
+385:      4.8693   -  2.00000\\
+386: {\color{red}4.9879}   -  1.92065\\
+387: {\color{red}5.1120}   -  0.07935\\
+388:      5.4544   -  0.00000
+ \end{minipage}\\[0.2cm]
+ \underline{$3\times 3\times 3$ Type 2 - no constraints}\\
+ \begin{minipage}{6cm}
+433:       4.8054  -   2.00000\\
+434:       4.9027  -   2.00000\\
+435:       5.2543  -   0.00000\\
+436:       5.5718  -   0.00000
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6cm}
+433:       4.8160  -   2.00000\\
+434: {\color{green}5.0109}  -   1.00264\\
+435: {\color{green}5.0111}  -   0.99736\\
+436:       5.5364  -   0.00000
+ \end{minipage}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  Once again: C \hkl<1 0 0> interstitial migration (VASP)
+ }
+
+ Method:
  \begin{itemize}
-  \renewcommand\labelitemi{{\color{orange}$\bullet$}}
-  \item Difference in formation energy (0.02 eV)
-        of the initial and final configuration
-  \renewcommand\labelitemi{{\color{red}$\bullet$}}
-  \item Huge discrepancy (0.3 - 0.4 eV) to the migration barrier
-        of Type 1 (198+1 atoms) calculations
-  \renewcommand\labelitemi{{\color{black}$\bullet$}}
+  \item Start in fully relaxed (assumed) saddle point configuration
+  \item Move towards \hkl<1 0 0> configuration using updated values
+        for $\Delta x$, $\Delta y$ and $\Delta z$ (CRT)
+  \item \hkl<1 1 0> constraints applied, 1 Si atom fixed
+  \item $4\times 4\times 3$ Type 1 supercell
  \end{itemize}
+
+ Results:
+
+ \begin{minipage}{6.2cm}
+ \includegraphics[width=6.0cm]{c_100_110sp-i_vasp.ps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6.2cm}
+ \includegraphics[width=6.0cm]{c_100_110sp-i_rc_vasp.ps}
+ \end{minipage}
+
+ Reaction coordinate:
+ $r_{i+1}=r_i+\sum_{\text{atoms j}} \left| r_{j,i+1}-r_{j,i} \right|$
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  Investigation of the migration path along \hkl<1 1 0> (VASP)
+ }
+
+ \small
+
+ \underline{Minimum:}\\
+ \begin{minipage}{4cm}
+   \includegraphics[width=3.5cm]{c_100_mig_vasp/110_c-si_split.eps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{8cm}
+   \begin{itemize}
+    \item Starting conf: 35 \% displacement results (1443)
+    \item \hkl<1 1 0> constraint disabled
+   \end{itemize}
+   \begin{center}
+   $\Downarrow$
+   \end{center}
+   \begin{itemize}
+    \item C-Si \hkl<1 1 0> split interstitial
+    \item Stable configuration
+    \item $E_{\text{f}}=4.13\text{ eV}$
+   \end{itemize}
+ \end{minipage}\\[0.1cm]
+
+ \underline{Maximum:}\\
+ \begin{minipage}{6cm}
+   \begin{center}
+   \includegraphics[width=2.3cm]{c_100_mig_vasp/100-110_01.eps}
+   \includegraphics[width=2.3cm]{c_100_mig_vasp/100-110_02.eps}\\
+   20 \% $\rightarrow$ 25 \%\\
+   Breaking of Si-C bond
+   \end{center}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6cm}
+  \includegraphics[width=6.2cm]{c_100_110sp-i_upd_vasp.ps}
+ \end{minipage}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  Displacing the \hkl<1 1 0> Si-C split along \hkl<1 -1 0> (VASP)
+ }
+
+ \small
+
+ $4\times 4\times 3$ Type 1 supercell
+
+ \underline{Structures:}
+
+ \begin{minipage}[t]{4.1cm}
+  \includegraphics[height=3.0cm]{c_100_mig_vasp/start.eps}\\
+  \hkl<0 0 -1> dumbbell\\
+  $E_{\text{f}}={\color{orange}3.2254}\text{ eV}$
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}[t]{4.1cm}
+  \includegraphics[height=3.0cm]{c_100_mig_vasp/110_c-si_split.eps}\\
+  Assumed \hkl<1 1 0> C-Si split\\
+  $E_{\text{f}}=4.1314\text{ eV}$
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}[t]{4.1cm}
+  \includegraphics[height=3.0cm]{c_100_mig_vasp/110_dis_0-10.eps}\\
+  First guess: \hkl<0 -1 0> dumbbell\\
+  {\color{red}but:} $E_{\text{f}}={\color{orange}2.8924}\text{ eV}$\\
+  Third bond missing!
+ \end{minipage}\\
+
+ \underline{Occupancies:}
+
+ \scriptsize
+
+ \begin{minipage}{4.1cm}
+385:       4.8586  -  2.00000\\
+386:       4.9458  -  2.00000\\
+387:       5.3358  -  0.00000\\
+388:       5.4915  -  0.00000
+\hfill
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{4.1cm}
+385:       4.7790  -  2.00000\\
+386:       4.8797  -  1.99964\\
+387:       5.1321  -  0.00036\\
+388:       5.4711  -  0.00000
+\hfill
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{4.1cm}
+385:       4.7670  -  2.00000\\
+386:       4.9190  -  2.00000\\
+387:       5.2886  -  0.00000\\
+388:       5.4849  -  0.00000
+\hfill
+ \end{minipage}\\
+
+\small
+
+ \begin{center}
+ {\color{red}? ! ? ! ? ! ? ! ?}
+ \end{center}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  C \hkl<1 0 0> interstitial migration (VASP)
+ }
+
+ \small
+
+ \begin{minipage}{6.2cm}
+ \begin{itemize}
+  \item $3\times 3\times 3$ Type 2 supercell
+  \item \hkl<1 1 0> constraints applied
+        (\href{http://www.physik.uni-augsburg.de/~zirkelfr/download/posic/sd_rot.patch}{Patch})
+  \item Move from \hkl<1 0 0> towards\\
+        bond centered configuration
+ \end{itemize}
+ \underline{Sd Rot usage (POSCAR):}
+\begin{verbatim}
+cubic diamond                           
+5.480
+ 3.0 0.0 0.0
+ 0.0 3.0 0.0
+ 0.0 0.0 3.0
+216 1
+Transformed selective dynamics
+45.0 0.0
+Direct
+ ...
+\end{verbatim}
+Only works in direct mode!\\
+$z,x'$-axis rotation: $45.0^{\circ}$, $0.0^{\circ}$
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6.2cm}
+ \includegraphics[width=6cm]{c_100_110sp-i_2333_vasp.ps}
+ \includegraphics[width=6cm]{c_100_110sp-i_2333_rc_vasp.ps}
+ \end{minipage}
+
+ {\color{blue}
+  Next: Migration calculation in 2333 using CRT
+  (\hkl<0 0 -1> $\rightarrow$ \hkl<0 0 1> and \hkl<0 -1 0>)
+ }
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  Defect configurations revisited
+ }
+
+ \underline{$4\times 4\times 3$ Type 1}
+
+ \small
+
+ \begin{tabular}{l|l|p{2.5cm}|p{4cm}|}
+  & \hkl<0 0 -1> interstitial
+  & local minimum\newline
+    \hkl<1 1 0> C-Si split
+  & intermediate configuration\newline
+    (bond centered conf)\\
+ \hline
+ default & $E_{\text{f}}=3.3254\text{ eV}$
+         & $E_{\text{f}}=4.1314\text{ eV}$
+         & $E_{\text{f}}=4.2434\text{ eV}$ \\
+ \hline
+ No symmetry & $E_{\text{f}}=3.3154\text{ eV}$
+             & TODO
+             & $E_{\text{f}}=4.2454\text{ eV}$ \\
+ \hline
+ $+$ spin polarized & $E_{\text{f}}=3.3154\text{ eV}$
+                    & TODO
+                    & $E_{\text{f}}=4.0254\text{ eV}$ \\
+ \hline
+ $+$ spin difference 2 & in progress & TODO & in progress \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  \hkl<0 0 -1> to \hkl <0 0 1> migration
+   in the $3\times 3\times 3$ Type 2 supercell
+ }
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  \hkl<0 0 -1> to \hkl <0 -1 0> migration
+  in the $3\times 3\times 3$ Type 2 supercell
+ }
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  Defect configurations in $3\times 3\times 3$ Type 2 supercells revisited
+ }
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf\boldmath
+  Combination of defects
+ }
+
+ TODO: introduce some Si self-interstitials and C interstitials before\\
+ BUT: Concentrate on 100 C interstitial combinations and 100 C + vacancy\\
  
+ Agglomeration of 100 defects energetically favorable?
+
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
@@ -1305,7 +1611,7 @@ POTIM = 0.1
   Molecular dynamics simulations (VASP)
  }
 
- 2 C atoms in $2\times 2\times 2$ Type 2 supercell
+ 2 C atoms in $2\times 2\times 2$ Type 2 supercell at $450\,^{\circ}\text{C}$
 
  \small
 
@@ -1336,7 +1642,7 @@ POTIM = 0.1
   Molecular dynamics simulations (VASP)
  }
 
- 10 C atoms in $3\times 3\times 3$ Type 2 supercell
+ 10 C atoms in $3\times 3\times 3$ Type 2 supercell at $450\,^{\circ}\text{C}$
 
  \small
 
@@ -1358,6 +1664,30 @@ POTIM = 0.1
 
 \end{slide}
 
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Molecular dynamics simulations (VASP)
+ }
+
+ 1 C atom in $3\times 3\times 3$ Type 2 supercell at $900\,^{\circ}\text{C}$
+
+ in progress ...
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Molecular dynamics simulations (VASP)
+ }
+
+ 10 C atoms in $3\times 3\times 3$ Type 2 supercell at $900\,^{\circ}\text{C}$
+
+ in progress ...
+
+\end{slide}
+
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
@@ -1367,9 +1697,24 @@ POTIM = 0.1
  Hohenberg-Kohn theorem
 
  \small
 
 \end{slide}
 
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  More theory ...
+ }
+
+ Transition state theory\\
+ ART,NEB ...
+
+ Group theory
+
+ \small
+
+\end{slide}
+
+\end{document}
 \end{document}