Vincoli di input durante il confronto di proprietà calcolate DFT diverse per lo stesso materiale ma disposizione atomica diversa
Consideriamo una ABlega binaria di tipo fittizio . ABè noto per esistere in una B2struttura ordinata per tipo. Vogliamo confrontare la DoS (densità di stati) tra questa struttura ABe una struttura completamente disordinata. Sul disordine, ABdiventerebbe una BCCsoluzione solida di tipo casuale.
Ora, quali sono gli input per un codice DFT che dobbiamo considerare attentamente? Se la spaziatura k-mesh, il taglio dell'energia dell'onda piana e l'ampiezza dello sbavatura ($\sigma$) essere lo stesso per entrambi per poterli confrontare o dovremmo farli convergere per ciascuno di essi individualmente?
Risposte
La strategia migliore quando si eseguono i test di convergenza è convergere direttamente la quantità a cui si è interessati. Questa "quantità" può essere una proprietà fisica diretta, come il band gap di un materiale o un composto (per mancanza di una parola migliore) proprietà. Nel tuo caso, sei interessato a confrontare la densità elettronica degli stati (DOS) tra due composti, quindi il mio suggerimento sarebbe quello di costruire una proprietà composita rilevante.
Ecco una proposta ingenua per il tuo caso. Permettere$g_A(E)$ e $g_B(E)$ siano le densità degli stati dei due composti che stai confrontando e lascia $(E_1,E_2)$essere l'intervallo di energia su cui si desidera confrontare le densità degli stati. Quindi posso definire una quantità$\Delta$ che misura la differenza tra le due densità di stati, ad esempio come:
$$ \Delta=\frac{1}{E_2-E_1}\int_{E_1}^{E_2} \sqrt{\left[g_A(E)-g_B(E)\right]^2} dE. $$
Il mio suggerimento sarebbe di convergere $\Delta$rispetto ai parametri rilevanti. Se converti individualmente$g_A$ e $g_B$, allora anche la loro differenza dovrebbe convergere, ma convergere $\Delta$invece può fornire importanti guadagni computazionali perché ci può essere qualche "cancellazione di errori" nella convergenza della differenza tra$g_A$ e $g_B$, che è ciò che ti interessa veramente.
Quanto ai parametri che dovresti convergere, sono d'accordo $\mathbf{k}$-punti (sia per la parte autoconsistente che non autoconsistente del calcolo), il limite di energia e l'ampiezza della sbavatura sono importanti. A seconda di ciò che si desidera ottenere con il confronto, potrebbe anche essere importante giocare con i limiti$(E_1,E_2)$ in un'espressione come quella per $\Delta$ sopra.
Per confrontare i calcoli, è meglio avere tutti i parametri di calcolo possibili uguali, inclusa la spaziatura k-mesh, il taglio dell'energia delle onde piane e il metodo di integrazione della zona Brillouin (con la stessa larghezza di sbavatura, se applicabile). Le impostazioni devono anche essere sufficientemente convergenti per ogni caso.
Nel tuo esempio, se nel caso B2 una spaziatura k-point più stretta mentre il caso disordinato richiedeva una convergenza di un taglio di energia più alto, i calcoli da confrontare dovrebbero usare sia la spaziatura k-point più stretta che il taglio di energia più alto.
È anche fondamentale evidenziare che i calcoli dovrebbero avere la stessa spaziatura k-point , ovvero indipendentemente dalla dimensione del cristallo, la densità dei punti nel volume è la stessa. Questo modello dovrebbe essere applicato a qualsiasi impostazione relativa a una proprietà estrinseca, come il campionamento del punto k, poiché il volume della cella è una proprietà estrinseca.
Alcune impostazioni come la larghezza delle sbavature sono complicate, perché non c'è necessariamente un valore convergente in termini di correttezza. Troppo piccolo o troppo grande può causare problemi, come discusso in questa risposta .