Mengapa kita perlu membuat supercell untuk menggunakan DFPT di Phonopy yang dihubungkan dengan VASP?

Question

Bagian berikut tentang manfaat teori gangguan fungsi-kepadatan (DFPT) diekstrak dari makalah penting ini: Fonon dan sifat kristal terkait dari teori gangguan fungsi-kerapatan

Salah satu keuntungan terbesar dari DFPT — dibandingkan dengan metode nonperturbatif lainnya untuk menghitung sifat getaran padatan kristal (seperti metode analisis spektral fonon beku atau dinamika molekuler) —adalah dalam DFPT respons terhadap gangguan dengan panjang gelombang berbeda adalah dipisahkan. Fitur ini memungkinkan seseorang untuk menghitung frekuensi fonon pada vektor gelombang sembarang$\vec{q}$ menghindari penggunaan supercell dan dengan beban kerja yang pada dasarnya tidak bergantung pada panjang gelombang fonon.

Fonopi adalah paket sumber terbuka untuk kalkulasi fonon pada tingkat harmonik dan kuasi-harmonik. Secara khusus, Phonopy dihubungkan dengan VASP. Tautan berikut adalah tutorial tentang cara menghitung struktur pita fonon NaCl dengan VASP + DFPT.

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

Namun, langkah kedua dari tutorial ini untuk menggunakan VASP adalah membangun supercell. Mengapa?

Answer 1

Penafian: Saya tidak pernah menggunakan Phonopy.

Keuntungan menggunakan DFPT adalah pada prinsipnya dapat digunakan untuk menghitung gangguan vektor gelombang hingga $\mathbf{q}$menggunakan sel primitif. Ini harus dikontraskan dengan perbedaan terbatas, yang hanya dapat digunakan untuk menghitung gangguan di$\Gamma$titik. Jika Anda ingin mengakses non-$\Gamma$ vektor gelombang menggunakan beda hingga, maka Anda perlu memetakan vektor gelombang tersebut ke $\Gamma$ titik dengan membangun supercell yang sepadan.

Saya rasa masalah dengan penerapan DFPT dari VASP adalah bahwa ia hanya dapat menghitung fonon di $\Gamma$. Artinya, penerapan DFPT dari VASP tidak berbeda dengan penerapan perbedaan terbatas, dalam artian Anda juga perlu membuat supercell untuk memetakan vektor gelombang yang Anda minati ke dalam$\Gamma$titik. Pada gilirannya, ini berarti tidak ada keuntungan melakukan penghitungan dengan DFPT, Anda juga dapat menggunakan perbedaan terbatas dalam kasus ini.