Dlaczego musimy zbudować superkomórkę, aby używać DFPT w Phonopy połączonym z VASP?

Question

Poniższy fragment o zaletach teorii zaburzeń funkcjonału gęstości (DFPT) został wyodrębniony z tej nowatorskiej pracy: Fonony i powiązane właściwości kryształów z teorii zaburzeń funkcjonału gęstości

Jedną z największych zalet DFPT - w porównaniu z innymi nieperturbacyjnymi metodami obliczania właściwości drgań krystalicznych ciał stałych (takimi jak metody analizy widmowej zamrożonego fononu lub dynamiki molekularnej) - jest to, że w DFPT odpowiedzi na zaburzenia o różnych długościach fal są odłączony. Ta cecha pozwala obliczyć częstotliwości fononów w dowolnych wektorach falowych$\vec{q}$ unikanie stosowania superkomórek i obciążenie pracą, które jest zasadniczo niezależne od długości fali fononu.

Phonopy to pakiet open source do obliczeń fononów na poziomach harmonicznych i quasi-harmonicznych. W szczególności Phonopy jest połączony z VASP. Poniższy link to samouczek dotyczący obliczania struktury pasma fononowego NaCl za pomocą VASP + DFPT.

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

Jednak drugim krokiem tego samouczka, aby używać VASP, jest budowa superkomórki. Dlaczego?

Answer 1

Zastrzeżenie: nigdy nie korzystałem z Phonopy.

Zaletą korzystania z DFPT jest to, że w zasadzie można go użyć do obliczenia perturbacji wektora fali skończonej $\mathbf{q}$używając prymitywnej komórki. Należy to skontrastować z różnicami skończonymi, których można użyć tylko do obliczenia perturbacji w punkcie$\Gamma$punkt. Jeśli chcesz uzyskać dostęp do$\Gamma$ wektor falowy za pomocą różnic skończonych, musisz zmapować ten wektor falowy do $\Gamma$ punkt, konstruując odpowiednią superkomórkę.

Myślę, że problem z implementacją VASP w DFPT polega na tym, że może on obliczyć tylko fonony w $\Gamma$. Oznacza to, że implementacja VASP w DFPT nie różni się wtedy od implementacji różnic skończonych, w tym sensie, że musisz również zbudować superkomórki, aby zmapować wektor falowy, który Cię interesuje, na$\Gamma$punkt. To z kolei oznacza, że ​​nie ma żadnej korzyści z wykonywania obliczeń za pomocą DFPT, równie dobrze można w tym przypadku zastosować skończone różnice.