Warum müssen wir eine Superzelle bauen, um das DFPT in Phonopy zu verwenden, das mit VASP verbunden ist?

Dec 02 2020

Die folgende Passage über die Vorzüge der dichtefunktionalen Störungstheorie (DFPT) wird aus dieser wegweisenden Arbeit extrahiert: Phononen und verwandte Kristalleigenschaften aus der dichtefunktionellen Störungstheorie

Einer der größten Vorteile von DFPT im Vergleich zu anderen nicht störenden Methoden zur Berechnung der Schwingungseigenschaften kristalliner Feststoffe (wie der Spektralanalyse mit gefrorenem Phonon oder der Molekulardynamik) besteht darin, dass innerhalb von DFPT die Reaktionen auf Störungen unterschiedlicher Wellenlängen sind entkoppelt. Mit dieser Funktion können Phononenfrequenzen bei beliebigen Wellenvektoren berechnet werden$\vec{q}$ Vermeidung der Verwendung von Superzellen und mit einer Arbeitsbelastung, die im Wesentlichen unabhängig von der Phononenwellenlänge ist.

Phonopy ist ein Open-Source-Paket für Phononenberechnungen auf harmonischen und quasi-harmonischen Ebenen. Insbesondere ist Phonopy mit VASP verbunden. Der folgende Link ist das Tutorial zur Berechnung der Phononenbandstruktur von NaCl mit VASP + DFPT.

  • https://phonopy.github.io/phonopy/vasp-dfpt.html#vasp-dfpt-interface

Der zweite Schritt dieses Tutorials zur Verwendung von VASP ist jedoch die Konstruktion einer Superzelle. Warum?

Antworten

7 ProfM Dec 04 2020 at 01:24

Haftungsausschluss: Ich habe Phonopy noch nie benutzt.

Der Vorteil der Verwendung von DFPT besteht darin, dass es im Prinzip zur Berechnung einer Störung des endlichen Wellenvektors verwendet werden kann $\mathbf{q}$unter Verwendung der primitiven Zelle. Dies sollte mit endlichen Differenzen verglichen werden, die nur zur Berechnung von Störungen am verwendet werden können$\Gamma$Punkt. Wenn Sie auf eine Nicht-$\Gamma$ Wellenvektor mit endlichen Differenzen, dann müssen Sie diesen Wellenvektor auf die abbilden $\Gamma$ Punkt durch Konstruktion einer entsprechenden Superzelle.

Ich denke, das Problem bei der DFPT-Implementierung von VASP ist, dass es nur Phononen bei berechnen kann $\Gamma$. Dies bedeutet, dass sich die DFPT-Implementierung von VASP nicht von einer Implementierung mit endlichen Unterschieden unterscheidet, da Sie auch Superzellen erstellen müssen, um den Wellenvektor, an dem Sie interessiert sind, in den zu integrieren$\Gamma$Punkt. Dies bedeutet wiederum, dass die Berechnungen mit DFPT keinen Vorteil haben. In diesem Fall können Sie auch endliche Differenzen verwenden.