シリコン表面におけるエチレンの吸着

Siのスラブ表面にC₂H₄分子が表面吸着する計算を行うためのモデル作成および計算結果について説明します。まずSi100スラブとC₂H₄を合わせたモデルの作成仕方を説明します。SiスラブとC₂H₄を選択した後、Multi-Material 3D Editorを使用することで作成することができます。

図1　Si100スラブ表面にC₂H₄を配置する様子

表1　計算条件

項目	詳細
計算ソフト	Quantum ESPRESSO
擬ポテンシャル	Si_pbe_gbrv_1.0.upf C_pbe_gbrv_1.2.upf H_pbe_gbrv_1.4.upf
カットオフ　波動関数	40 Ry
カットオフ　電子密度	200 Ry
k点	3 × 3 × 1
収束閾値	10－6
mixingパラメータ	0.3
原子数	46原子 Si：40 C：2、O：4
CPU	Intel® Xeon® CPU E5-2666 v3 @ 2.90GHz
コア数	36 core

図2　Si100表面にC₂H₄が吸着した最適化構造

構造最適化にかかった時間および金額を示します。精度が良くなるように収束閾値やmixingパラメータを設定したため計算時間はやや長くなりましたが、クラウド対応のためリソースを気にする必要がほとんどありません。

表2　計算時間および計算コスト

項目	値
計算時間	10 h 18 m 28 s（3,7108 sec）
計算コスト	$7.42

※ 計算コストは、Enterprise-Extraプランでセービングノードを使用した場合の価格です。