Tính chất nào của vật liệu được tính toán bằng lý thuyết hàm mật độ bị ảnh hưởng bởi sự bôi bẩn?
Bôi trơn (bề rộng bôi bẩn $\sigma$, chính xác là) luôn luôn gây nhầm lẫn. Tôi hiểu nó là gì nhưng không thể ghim nó xuống khi nói đến tính toán DFT. Nó có nên được hội tụ như điểm k và cắt năng lượng không? Nếu có, thì khi nào - trước khi chúng ta hội tụ các điểm k và cắt năng lượng hay sau đó?
Ngoài ra, nó ảnh hưởng đến các thuộc tính nào trong tính toán và làm thế nào?
Trả lời
Trong ngắn hạn, nó sẽ ảnh hưởng đến năng lượng điện tử và do đó tất cả các thuộc tính bắt nguồn từ đó. Chiều rộng bôi bẩn quá nhỏ và bạn có thể gặp khó khăn khi hội tụ trường tự nhất quán. Quá lớn và phép ngoại suy trở về 0 K từ nhiệt độ hữu hạn giả định sẽ kém chính xác hơn. Tùy thuộc vào phương pháp làm mờ (ví dụ như bôi Gaussian), bạn có thể coi nó như một đặc tính mà bạn có thể giảm cho đến khi năng lượng ngoại suy là nhỏ nhất. Tuy nhiên, điều này không nhất thiết phải áp dụng cho tất cả các phương pháp bôi trơn. Thứ tự mà bạn thực hiện các bài kiểm tra hội tụ phần nào là vấn đề quan điểm và bạn phải luôn xác thực các giả định của mình. Tuy nhiên, tôi có thể sẽ làm điều đó sau khi xác định điểm cắt động năng sóng phẳng và$k$-điểm lưới. Tôi cũng nên đề cập rằng độ rộng bôi mờ có thể ảnh hưởng đến các cạnh dải và do đó độ rộng vùng cấm được tính toán tùy thuộc vào giá trị của nó, vì vậy đây là một đặc tính khác cần xem xét.
Bạn có thể thực hiện kiểm tra độ hội tụ để thu được kết quả hợp lý. Thông thường, đối với lấy mẫu k và cắt năng lượng, bạn có thể lấy một số giá trị từ trải nghiệm (tất nhiên, bạn cũng có thể thực hiện kiểm tra hội tụ).
- (a) ENCUT = ENMAX lớn nhất trên tệp POTCAR$\times$ 1,5
- (b) KPOINTS : bạn có thể sử dụng VASPKIT để tạo KPOINTS khi bạn chuẩn bị POSCAR.
================================================== ===
cập nhật câu trả lời:
Tại sao chúng ta cần phương pháp bôi nhọ?
Ý tưởng ban đầu của phương pháp làm mờ có thể tham khảo bài báo này , phương pháp này được dành để xử lý tích phân số trong vùng Brillouin cho kim loại.
Một định nghĩa hữu ích về kim loại là trong kim loại, vùng Brillouin có thể được chia thành các vùng bị chiếm giữ và không có electron. Bề mặt trong k không gian ngăn cách hai vùng này được gọi là bề mặt Fermi.
Từ quan điểm của việc tính tích phân trong k không gian, đây là một sự phức tạp đáng kể vì các hàm được tích phân thay đổi không liên tục từ các giá trị khác 0 đến 0 trên bề mặt Fermi. Nếu không có nỗ lực đặc biệt nào được thực hiện trong việc tính các tích phân này, cần có số lượng rất lớn k điểm để có được kết quả hội tụ tốt.
Sau đó, phương pháp bôi trơn đã được phát triển để xử lý chất bán dẫn và chất cách điện.
Làm thế nào để chọn một phương pháp bôi bẩn phù hợp cho hệ thống của bạn? (Tôi giả sử bạn đang sử dụng gói VASP và cung cấp công thức để thực hiện phép tính.)
- Nếu bạn không có đủ thông tin (kim loại / chất bán dẫn / chất cách điện), bạn luôn có thể sử dụng phương pháp làm mờ Gaussian. Cài đặt [ISMEAR = 0, SIGMA = 0,05] trong VASP sẽ cho bạn kết quả hợp lý.
- Khi bạn biết hệ thống là kim loại, bạn có thể sử dụng phương pháp làm mờ MP để thư giãn hệ thống của mình. [ISMEAR = 1, SIGMA = 0,2] (Giữ số hạng entropi nhỏ hơn 1 meV trên mỗi nguyên tử.)
- Đối với chất bán dẫn hoặc chất cách điện, hãy sử dụng phương pháp tứ diện [ISMEAR = -5], nếu ô quá lớn (hoặc nếu bạn chỉ sử dụng một hoặc hai điểm k), hãy sử dụng ISMEAR = 0 kết hợp với SIGMA nhỏ = 0,03-0,05 .
- Để tính toán mật độ của các trạng thái và tính toán tổng năng lượng rất chính xác (không có sự giãn nở trong kim loại) sử dụng phương pháp tứ diện [ISMEAR = -5].
Nó có nên được hội tụ như điểm k và cắt năng lượng không?
- Đối với hệ thống đơn giản, bạn có thể thực hiện công thức trước đó để thu được kết quả đáng tin cậy.
- Đối với một số hệ thống phức tạp, bạn nên lấy ISMEAR = 0 và kiểm tra giá trị của SIGMA.
Nếu có, thì khi nào - trước khi chúng ta hội tụ các điểm k và cắt năng lượng hay sau đó?
Bạn có thể lấy mức cắt năng lượng cao hơn và lưới k mịn để kiểm tra sự hội tụ của SIGMA. ($\dfrac{3}{2} \times $ giới hạn tối đa trong POTCAR và sử dụng VASPKIT để tạo KPOINTS với độ chính xác cao.)
Ngoài ra, nó ảnh hưởng đến các thuộc tính nào trong tính toán và làm thế nào?
Như Andrew Rosen đã nói, nó sẽ ảnh hưởng đến tích phân của tổng năng lượng và do đó tất cả các thuộc tính bắt nguồn từ nó. Bởi vì việc lấy SIMGA quyết định sự hội tụ của tích phân số.
Có thể nó sẽ giúp.