【摘要】 与 MS 中其他计算模块不同，非周期性结构在 CASTEP 中不能进行计算。

CASTEP 中周期性结构计算优点：

与 MS 中其他计算模块不同，非周期性结构在 CASTEP 中不能进行计算。将晶面或非周期性结构置于一个有限长度空间方盒中，按照周期性结构来处理，周期性空间方盒形状没有限制。之所以采用周期性结构原因在于：依据 Bloch 定理，周期性结构中每个电子波函数可以表示为一个波函数与晶体周期部分乘积的形式。他们可以用以晶体倒易点阵矢量为波矢一系列分离平面波函数来展开。这样每个电子波函数就是平面波和，但最主要的是可以极大简化 Kohn-Sham 方程。这样动能是对角化的，与各种势函数可以表示为相应 Fourier 形式。

 

 

采用周期性结构的另一个优点是可以方便计算出原子位移引起的整体能量的变化，在 CASTEP 中引入外力或压强进行计算是很方便的，可以有效实施几何结构优化和分子动力学的模拟。平面波基组可以直接达到有效的收敛。

 

CASTEP采用超晶胞结构的缺点：

对于某些有单点限缺陷结构建立模型时，体系中的单个缺陷将以无限缺陷阵列形式出现，因此在建立人为缺陷时，它们之间的相互距离应该足够的远，避免缺陷之间相互作用影响计算结果。在计算表面结构时，切片模型应当足够的薄，减小切片间的人为相互作用。

CASTEP 中采用的交换-相关泛函有局域密度近似（LDA）（LDA）、广义梯度近似（GGA）和非定域交换-相关泛函。CASTEP 中提供的唯一定域泛函是 CA-PZ，Perdew and Zunger 将 Ceperley and Alder 数值化结果进行了参数拟和。交换-相关泛函的定域表示形式是目前较为准确的一种描述。

 

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