【專業應用】利用MedeA–VASP及高通量計算套件，計算鋯的氫化物中，氫的化學位能

利用MedeA – VASP 能夠準確進行化學位能的計算，如果再加上配合MedeA獨特的流程圖(Flowchart)系統，可以方便進行高通量計算，節省設置時間。計算的流程如下：

根據化學反應式：𝑍𝑟𝐻_𝑥 → 𝑍𝑟𝐻_𝑥−1 + 𝐻，因此最後氫原子的化學位能，可表示成：𝜇_𝐻 ≈ Δ𝐸 = 𝐸_{𝐻−𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙} − 𝐸_𝐻

首先我們可以利用MedeA內建整合的晶體結構資料庫搜尋鋯的氫化物，並將其儲存成表單。如圖一所示，有數種化合物。

𝐸_𝐻 可由計算氫氣得知，至於𝐸_{𝐻−𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙}，則利用MedeA獨特的流程圖(Flowchart系統，在同一個工作內把所有事情完成。MedeA的流程圖系統，不只可以統合計算過程，也可以讓計算變的直覺化。如圖二所示，每項工作的目的都會寫在流程圖的項目上面。流程圖讓我們做重複性的計算時更為方便。只要事先先把需要計算的許多結構先儲存成表單，流程圖就能幫助我們對每項結構做相同的操作。圖二可以看到，我們先對晶體建立超晶胞後，做結構最佳化後儲存能量值，再來參入一個空缺(Vacancy)計算能量。最後我們可以將這些最佳化後的結構以及能量值全部輸出到目標檔案裏面。圖三為輸出𝐸_{𝐻−𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙} 的值。

最後，將𝐸_{𝐻−𝑟𝑒𝑚𝑜𝑣𝑎𝑙} 扣除𝐸_𝐻 的值，就能得到氫原子的化學位能，如表一所示。

(本文參考自原廠資料)

若有任何問題，請洽：cae-md@cadmen.com

圖一：數種鋯之氫化物結構

圖二：MedeA的流程圖(Flowchart)系統

圖三：H removal energy

表一：最後算出的氫原子化學位能