二維材料的HSE+SOC的計算

這里主要討論一下用vasp對二維材料的hse+soc對能帶剪刀操作的過程歇万。

1. 結構優(yōu)化

我們對材料Ag2Br2進行結構優(yōu)化蒜鸡,結構與優(yōu)化的參數(shù)如下:


image.png
  • 進行了分步優(yōu)化婶芭,下面為最后一步的優(yōu)化參數(shù)
SYSTEM = stepOpt6
NPAR = 4
ALGO = Normal  # Fast;Normal
LREAL = .FALSE.
#LPLANE = .TRUE.
PREC = Accurate
#AMIN = 0.01
#ISYM = 0

##2_INIT_input
ISTART = 0
ICHARG  = 2

##3_ELECTRON
NELM = 200
NELMIN = 5
EDIFF = 1e-6
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
#LMAXMIX = 4
ENCUT = 600
ISPIN =1 

##4_IONS
NSW = 200
IBRION = 2
POTIM = 0.5
ISIF = 3
EDIFFG = -0.001
ADDGRID = .TRUE.

##5_Kmesh
KSPACING = 0.189

##6_Output
LWAVE = .False.
LCHARG = .False.
LORBIT = 11

####optB86-vdw####
GGA = MK
PARAM1 = 0.1234
PARAM2 = 1.0000
LUSE_VDW = .True.
AGGAC = 0.0000

2.自洽(即輸出波函數(shù)和電荷密度)

##1_system
SYSTEM = stepOpt6
NPAR = 4
ALGO = Normal  # Fast;Normal
LREAL = .FALSE.
#LPLANE = .TRUE.
PREC = Accurate
#AMIN = 0.01
#ISYM = 0

##2_INIT_input
ISTART = 0
ICHARG  = 2

##3_ELECTRON
NELM = 200
NELMIN = 5
EDIFF = 1e-6
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
#LMAXMIX = 4
ENCUT = 600
#ISPIN =1 

##4_IONS
NSW = 0
IBRION = -1
POTIM = 0.5
ISIF = 2
EDIFFG = -0.001
ADDGRID = .TRUE.

##5_Kmesh
#KSPACING = 0.189

##6_Output
LWAVE = .True.
LCHARG = .True.
LORBIT = 11

####optB86-vdw####
GGA = MK
PARAM1 = 0.1234
PARAM2 = 1.0000
LUSE_VDW = .True.
AGGAC = 0.0000

#### Add Parameters ####
LVHAR = .True.

3. pbe的band計算

  • band計算的時候根據(jù)高對稱點自己線性插值生成高對稱路徑k點
SYSTEM = stepOpt6
NPAR = 4
ALGO = Normal  # Fast;Normal
LREAL = .FALSE.
#LPLANE = .TRUE.
PREC = Accurate
#AMIN = 0.01
#ISYM = 0

##2_INIT_input
ISTART = 1
ICHARG = 11

##3_ELECTRON
NELM = 200
NELMIN = 5
EDIFF = 1e-6
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
#LMAXMIX = 4
ENCUT = 600
ISPIN =1 

##4_IONS
NSW = 0
IBRION = -1
POTIM = 0.5
ISIF = 2
EDIFFG = -0.001
ADDGRID = .TRUE.

##5_Kmesh
#KSPACING = 0.189

##6_Output
LWAVE = .False.
LCHARG = .False.
LORBIT = 11

####optB86-vdw####
GGA = MK
PARAM1 = 0.1234
PARAM2 = 1.0000
LUSE_VDW = .True.
AGGAC = 0.0000

4. HSE+SOC(進入正題)

由于PBE存在低估帶隙的問題楞艾,因而需要考慮僅HSE的計算参咙,另外在批量計算的時候,我們可能要引入SOC來保證計算的嚴謹性硫眯。
但需要注意的是蕴侧,即便對于我所計算的二維材料(僅有4個原子),當仍然面對該類計算相當耗費算力两入。不廢話净宵,直接說一些測試下來,必然對的點:

  1. k點會顯著影響計算速度,大致呈現(xiàn)t_k = t_{k-1}^{{n_k}/{n_{k-1}}}的時間效率;
  2. 相同k點數(shù)下塘娶,讀取用PBE得到的WAVECAR將節(jié)省~60-70%的計算時間(相較自己撒點);
  3. ENCUT對于計算速度也有較大影響需要進行測試
  4. 此類計算只需要讀取WAVECAR(ISTART = 1)不需要讀取(ICHARGE = 2)

首先需要做一步帶SOC的自洽計算:

SYSTEM = stepOpt6
NPAR = 4
ALGO = Normal  # Fast;Normal
LREAL = .False.
LPLANE = .False.
PREC = Accurate
#AMIN = 0.01
#ISYM = -1

##2_INIT_input
ISTART = 0
ICHARG  = 12

##3_ELECTRON
NELM = 200
NELMIN = 5
EDIFF = 1e-6
ISMEAR = 0
SIGMA = 0.05
#LMAXMIX = 4
ENCUT = 325
#ISPIN =1 

##4_IONS
NSW = 0
IBRION = -1
POTIM = 0.5
ISIF = 2
EDIFFG = -0.001
ADDGRID = .TRUE.

##5_Kmesh
KSPACING = 0.4

##6_Output
LWAVE = .True.
LCHARG = .True.
LORBIT = 11

####optB86-vdw####
#GGA = MK
#PARAM1 = 0.1234
#PARAM2 = 1.0000
#LUSE_VDW = .True.
#AGGAC = 0.0000

#### Add Parameters ####
#LVHAR = .True.

#### mbj ####
#METAGGA = MBJ
#LASPH = .TRUE.
#LMIXTAU = .TRUE.

#### mix wave####
#IMIX = 1
#AMIX = 0.2
#BMIX = 0.0000001

#### HSE ####
#LHFCALC = .TRUE.
#HFSCREEN = 0.2

#### SOC ####
LSORBIT = .TRUE.
SAXIS = 0 0 1
MAGMOM = 1000*0
GGA_COMPAT = .FALSE.
#---for slabs---#
#AMIX = 0.2
#BMIX = 0.00001
#LSCALAPACK = .FALSE. 

隨后做能帶剪刀操作:

  • IBZKPT文件負值為KPOINTS同時加入PBE計算的帶邊K點(不要忘了改一下k點總數(shù)[+2])

下面給出測試結果的比較:

測試材料:Ag2Br2 (4原子) ISTART = 1 ISTART = 1 ISTART = 0(自己撒點) ISTART = 0(自己撒點)
ENCUT 325 325 325 600
KSPACING 0.45 0.4 自己撒點(0.05*2\pi) 自己撒點(0.05*2\pi)
K點數(shù)(不算帶邊k點) 16 25 13 13
gap 2.8935 2.8913 2.9043 2.9096
用時 3835.938 10405.274 8078.797 49828.280

因而可以發(fā)現(xiàn)測試下來只需要用KSPACING = 0.45+SOC的自洽計算同時選取ENCUT = ENMAX*1.3就能保證計算。

另外痊夭,需要注意的是在ISTART = 1 的計算中都出現(xiàn)了以下的問題刁岸,一開始嘗試解決,但發(fā)現(xiàn)后來最后能算出來她我。在不讀WAVECAR(ISTART = 0)的計算中不會出現(xiàn)虹曙,可能與WAVEACR的讀取有關。

image.png

5. 其他問題

對于收斂不了的情況番舆,可以試試混合態(tài)密度的優(yōu)化方式AMIX = 0.02 BMIX = 0.0000001
當打開LHFCALC = .TRUE.時候酝碳,默認ISYM = 3,所以如果再不行,比如遇到如下問題恨狈,可以嘗試ALGO = Damped

WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DAV           40   6.53599947936788
WARNING: DENMP: can't reach specified precision  Number of Electrons is NELECT =   22.0000000008318
1.25806886504639     Error EDDDAV: Call to ZHEGV failed. Returncode =  16 2  16
最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末疏哗,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子禾怠,更是在濱河造成了極大的恐慌返奉,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 221,548評論 6 515
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件吗氏,死亡現(xiàn)場離奇詭異芽偏,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機弦讽,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 94,497評論 3 399
  • 文/潘曉璐 我一進店門污尉,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人往产,你說我怎么就攤上這事被碗。” “怎么了捂齐?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 167,990評論 0 360
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵蛮放,是天一觀的道長。 經常有香客問我奠宜,道長包颁,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 59,618評論 1 296
  • 正文 為了忘掉前任压真,我火速辦了婚禮娩嚼,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘滴肿。我一直安慰自己岳悟,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 68,618評論 6 397
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著贵少,像睡著了一般呵俏。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上滔灶,一...
    開封第一講書人閱讀 52,246評論 1 308
  • 那天普碎,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼录平。 笑死麻车,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的斗这。 我是一名探鬼主播动猬,決...
    沈念sama閱讀 40,819評論 3 421
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼表箭!你這毒婦竟也來了赁咙?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 39,725評論 0 276
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤免钻,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎序目,沒想到半個月后,有當?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體伯襟,經...
    沈念sama閱讀 46,268評論 1 320
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡猿涨,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 38,356評論 3 340
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了姆怪。 大學時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片叛赚。...
    茶點故事閱讀 40,488評論 1 352
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖稽揭,靈堂內的尸體忽然破棺而出俺附,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤溪掀,帶...
    沈念sama閱讀 36,181評論 5 350
  • 正文 年R本政府宣布事镣,位于F島的核電站,受9級特大地震影響揪胃,放射性物質發(fā)生泄漏璃哟。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,862評論 3 333
  • 文/蒙蒙 一喊递、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望随闪。 院中可真熱鬧,春花似錦骚勘、人聲如沸铐伴。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 32,331評論 0 24
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽当宴。三九已至畜吊,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間户矢,已是汗流浹背定拟。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 33,445評論 1 272
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留逗嫡,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 48,897評論 3 376
  • 正文 我出身青樓株依,卻偏偏與公主長得像驱证,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子恋腕,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 45,500評論 2 359

推薦閱讀更多精彩內容