5.1 Al(001) 薄膜：分开测试厚度与真空

这些输入和起始模型为未执行的教学示例。原创配图为示意图，不是计算结果。使用前请验证版本相关语法、授权数据、数值收敛及科学模型。

5.1.1 模型、单位与来源记录

PW 截断能与能量使用 Ry，常见力输出使用 Ry/bohr，压力使用 kbar。几何卡片须明确坐标单位。不同程序具有不同输入语法与时间单位约定。

5.1.2 未执行输入与明确修改片段

按照下方说明确认每个片段的母计算与替换位置；片段不自动构成独立输入。保留空行与文件来源要求。

5.1.2.1 输入块 1

! Delta from Al-base: ibrav=0, nat=10; remove A.
! calculation='relax'; fixed cell, metallic occupations retained.
CELL_PARAMETERS angstrom
4.05 0.00 0.00
0.00 4.05 0.00
0.00 0.00 24.00
ATOMIC_POSITIONS angstrom
Al 0.000 0.000 7.950
Al 2.025 2.025 7.950
Al 0.000 2.025 9.975
Al 2.025 0.000 9.975
Al 0.000 0.000 12.000 0 0 0
Al 2.025 2.025 12.000 0 0 0
Al 0.000 2.025 14.025
Al 2.025 0.000 14.025
Al 0.000 0.000 16.050
Al 2.025 2.025 16.050
K_POINTS automatic
10 10 1 0 0 0

5.1.3 实作研究

5.1.3.1 原理与准备

薄膜有两种独立有限尺寸误差：两表面通过材料内部相互作用，以及重复薄膜通过真空相互作用。只加真空不能修复过薄的材料。由收敛体相晶格的 Al-base 建立对称洁净 (001) 薄膜。下例暂用未优化教学值 a=4.05 Å，实际应统一替换为自己的体相结果。

5.1.3.2 原创五层几何

参见上方输入块 1。

加入 3.1 的 BFGS 离子段及适用于 Al 的力阈值。中央层作为类体相锚点固定，上下表面对称弛豫。查看周期邻居，确认常规面内晶胞每层两原子。先在固定真空间隙下测试 5、7、9 层，再在选定厚度下测试真空。面内晶格保持体相参考，不要用无限制变胞优化把真空也优化掉。

5.1.3.3 输出、检查与练习

等价洁净双表面的表面能为 γ=(E_slab−N E_bulk/atom)/(2A)。泛函、赝势、截断能与金属积分应一致，否则体相参考的不同数值偏差会破坏抵消。除表面能外，还应报告层间距变化，并区分总盒高与真正真空间隙。练习：改为仅固定底部层，解释为何相同原子数下，非对称约束也会改变弛豫与静电环境。