Quelles propriétés d'un matériau calculées à l'aide de la théorie fonctionnelle de la densité sont affectées par le maculage?
Frottis (largeur de maculage $\sigma$, pour être précis) a toujours été déroutant. Je comprends ce qu'il est mais ne peut pas épingler vers le bas en matière de calculs DFT. Doit-il être convergé comme les points k et la coupure d'énergie? Si oui, alors quand - avant de faire converger les points k et la coupure d'énergie ou après?
De plus, quelles propriétés cela affecte-t-il dans le calcul et comment?
Réponses
En bref, cela influencera l'énergie électronique et donc toutes les propriétés qui en découlent. Une largeur de maculage trop petite et vous pourriez avoir du mal à faire converger le champ auto-cohérent. Trop grand et l'extrapolation à 0 K à partir de la température finie fictive sera moins précise. En fonction de la méthode de maculage (ex: frottis gaussien), vous pouvez le traiter comme une propriété que vous pouvez diminuer jusqu'à ce que l'extrapolation d'énergie soit minimale. Ce n'est pas nécessairement le cas pour toutes les méthodes de frottis. L'ordre dans lequel vous effectuez les tests de convergence est en quelque sorte une question d'opinion et vous devez toujours valider vos hypothèses. Cependant, je le ferais probablement après avoir déterminé une coupure d'énergie cinétique d'onde plane et$k$grille de points. Je dois également mentionner que la largeur de maculage peut influencer les bords de bande et donc la bande interdite calculée en fonction de sa valeur, c'est donc une autre propriété à prendre en considération.
Vous pouvez faire un test de convergence pour obtenir des résultats raisonnables. Habituellement, pour l'échantillonnage k et la coupure d'énergie, vous pouvez prendre des valeurs d'expériences (bien sûr, vous pouvez également faire des tests de convergence).
- (a) ENCUT = plus grand ENMAX sur le fichier POTCAR$\times$ 1,5
- (b) KPOINTS : vous pouvez utiliser VASPKIT pour générer des KPOINTS lorsque vous préparez un POSCAR.
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réponse mise à jour:
Pourquoi avons-nous besoin de la méthode de frottis?
L'idée originale de la méthode de frottis peut renvoyer à cet article , cette méthode est consacrée au traitement de l'intégration numérique dans la zone de Brillouin pour les métaux.
Une définition utile d'un métal est que dans le métal, la zone de Brillouin peut être divisée en régions occupées et inoccupées par des électrons. La surface dans l'espace k qui sépare ces deux régions est appelée surface de Fermi.
Du point de vue du calcul des intégrales dans l'espace k, c'est une complication importante car les fonctions qui sont intégrées changent de manière discontinue de valeurs non nulles à zéro à la surface de Fermi. Si aucun effort particulier n'est fait dans le calcul de ces intégrales, un très grand nombre de points k est nécessaire pour obtenir des résultats bien convergents.
Après cela, la méthode de maculage a été développée pour traiter les semi-conducteurs et les isolants.
Comment choisir une méthode d'étalement adaptée à votre système? (Je suppose que vous utilisez le package VASP et fournissez une recette pour effectuer le calcul.)
- Si vous ne disposez pas de suffisamment d'informations (métal / semi-conducteur / isolant), vous pouvez toujours utiliser la méthode d'étalement gaussienne. Le réglage [ISMEAR = 0, SIGMA = 0,05] dans VASP vous donnera un résultat raisonnable.
- Lorsque vous savez que le système est en métal, vous pouvez utiliser la méthode de maculage MP pour détendre votre système. [ISMEAR = 1, SIGMA = 0,2] (Gardez le terme d'entropie inférieur à 1 meV par atome.)
- Pour les semi-conducteurs ou les isolants, utilisez la méthode du tétraèdre [ISMEAR = -5], si la cellule est trop grande (ou si vous n'utilisez qu'un ou deux points k), utilisez ISMEAR = 0 en combinaison avec un petit SIGMA = 0,03-0,05 .
- Pour les calculs de densité d'états et des calculs d'énergie totale très précis (pas de relaxation dans les métaux) utiliser la méthode du tétraèdre [ISMEAR = -5].
Doit-il être convergé comme les points k et la coupure d'énergie?
- Pour un système simple, vous pouvez prendre la recette précédente pour obtenir des résultats raisonnables.
- Pour certains systèmes complexes, vous devez prendre ISMEAR = 0 et tester la valeur de SIGMA.
Si oui, alors quand - avant de faire converger les points k et la coupure d'énergie ou après?
Vous pouvez prendre une coupure d'énergie plus élevée et un maillage k fin pour tester la convergence de SIGMA. ($\dfrac{3}{2} \times $ la coupure maximale dans POTCAR et en utilisant VASPKIT pour générer des KPOINTS avec une grande précision.)
De plus, quelles propriétés cela affecte-t-il dans le calcul et comment?
Comme l'a dit Andrew Rosen, cela affectera l'intégrale de l'énergie totale et donc toutes les propriétés qui en découlent. Parce que le ramassage de SIMGA décide de la convergence de l'intégrale numérique.
Que cela aide.