VASPとインターフェイスするPhonopyでDFPTを使用するためにスーパーセルを構築する必要があるのはなぜですか？

Question

密度汎関数摂動理論（DFPT）のメリットに関する次の文章は、この独創的な論文から抜粋したものです。密度汎関数摂動理論からのフォノンと関連する結晶特性

結晶性固体の振動特性を計算するための他の非摂動法（凍結フォノンまたは分子動力学スペクトル分析法など）と比較した場合のDFPTの最大の利点の1つは、DFPT内でさまざまな波長の摂動に対する応答が分離。この機能により、任意の波数ベクトルでフォノン周波数を計算できます。$\vec{q}$ スーパーセルの使用を回避し、フォノン波長に本質的に依存しないワークロードを使用します。

Phonopyは、高調波および準高調波レベルでのフォノン計算用のオープンソースパッケージです。特に、PhonopyはVASPと連動しています。次のリンクは、VASP + DFPTを使用してNaClのフォノンバンド構造を計算する方法に関するチュートリアルです。

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

ただし、VASPを使用するためのこのチュートリアルの2番目のステップは、スーパーセルの構築です。どうして？

Answer 1

免責事項：私はPhonopyを使用したことがありません。

DFPTを使用する利点は、原則として、有限波数ベクトルの摂動を計算するために使用できることです。 $\mathbf{q}$プリミティブセルを使用します。これは、での摂動を計算するためにのみ使用できる有限差分とは対照的です。$\Gamma$ポイント。非にアクセスしたい場合$\Gamma$ 有限差分を使用した波数ベクトルの場合、その波数ベクトルをにマッピングする必要があります。 $\Gamma$ 相応のスーパーセルを構築することによってポイントします。

VASPのDFPT実装の問題は、フォノンを計算できるのは $\Gamma$。つまり、VASPのDFPT実装は、関心のある波数ベクトルをマッピングするスーパーセルを構築する必要があるという意味で、有限差分実装と同じです。$\Gamma$ポイント。つまり、これはDFPTを使用して計算を行うことに利点がないことを意味します。この場合、有限差分を使用することもできます。