Restricciones de entrada al comparar diferentes propiedades calculadas por DFT para el mismo material pero diferente disposición atómica
Consideremos una ABaleación binaria de tipo ficticio . ABse sabe que existe en una B2estructura ordenada por tipos. Queremos comparar el DoS (densidad de estados) entre esta estructura ABy una estructura completamente desordenada. Al desorden, ABse convertiría en un BCCtipo de solución sólida aleatoria.
Ahora, ¿cuáles son las entradas para un código DFT que debemos considerar cuidadosamente? ¿Debería el espaciado de la malla k, el corte de energía de onda plana y el ancho de manchado ($\sigma$) ¿Serán iguales para ambos para poder compararlos o deberíamos hacerlos converger para cada uno de ellos individualmente?
Respuestas
La mejor estrategia al realizar pruebas de convergencia es hacer converger directamente la cantidad que le interesa. Esta "cantidad" puede ser una propiedad física sencilla, como la banda prohibida de un material, o un compuesto (a falta de una palabra mejor) propiedad. En su caso, está interesado en comparar la densidad electrónica de estados (DOS) entre dos compuestos, por lo que mi sugerencia sería construir una propiedad compuesta relevante.
Aquí tienes una propuesta ingenua para tu caso. Dejar$g_A(E)$ y $g_B(E)$ sean las densidades de estados de los dos compuestos que está comparando, y deje $(E_1,E_2)$sea el rango de energía en el que desea comparar las densidades de los estados. Entonces puedo definir una cantidad$\Delta$ que mide la diferencia entre las dos densidades de estados, por ejemplo como:
$$ \Delta=\frac{1}{E_2-E_1}\int_{E_1}^{E_2} \sqrt{\left[g_A(E)-g_B(E)\right]^2} dE. $$
Mi sugerencia sería converger $\Delta$con respecto a los parámetros relevantes. Si converges individualmente$g_A$ y $g_B$, entonces su diferencia también debería ser convergente, pero convergiendo $\Delta$en cambio, puede proporcionar importantes ganancias computacionales porque puede haber alguna "cancelación de errores" en la convergencia de la diferencia entre$g_A$ y $g_B$, que es lo que realmente le interesa.
En cuanto a los parámetros en los que debe converger, estoy de acuerdo en que $\mathbf{k}$Los puntos (tanto para las partes autoconsistentes como no autoconsistentes del cálculo), el corte de energía y el ancho de manchado son importantes. Dependiendo de lo que desee lograr con la comparación, también puede ser importante jugar con los límites$(E_1,E_2)$ en una expresión como la de $\Delta$ encima.
Para comparar los cálculos, es mejor tener todos los parámetros de cálculo posibles iguales, incluido el espaciado de la malla k, el corte de energía de la onda plana y el método de integración de la zona de Brillouin (con el mismo ancho de difuminado, si corresponde). La configuración también debe converger lo suficiente para cada caso.
En su ejemplo, si el caso B2 tiene un espaciado de puntos k más estrecho mientras que el caso desordenado requiere un corte de energía más alto para converger, entonces los cálculos a comparar deben usar tanto el espaciado de puntos k más estrecho como el corte de energía más alto.
También es clave resaltar que los cálculos deben tener el mismo espaciado de puntos k , es decir, sin importar el tamaño del cristal, la densidad de puntos en el volumen es la misma. Este patrón debe aplicarse a cualquier configuración relacionada con una propiedad extrínseca, como el muestreo de puntos k, ya que el volumen de la celda es una propiedad extrínseca.
Algunas configuraciones, como el ancho de manchado, son complicadas, porque no hay necesariamente un valor convergente en términos de corrección. Demasiado pequeño o demasiado grande puede causar problemas, como se explica en esta respuesta .