Quais propriedades de um material calculado usando a teoria do funcional da densidade são afetadas pela mancha?
Mancha (largura da mancha $\sigma$, para ser mais preciso) sempre foi confuso. Eu entendo o que é, mas não consigo definir quando se trata de cálculos DFT. Deve ser convergido como pontos k e corte de energia? Se sim, então quando - antes de convergirmos os pontos k e corte de energia ou depois?
Além disso, quais propriedades isso afeta no cálculo e como?
Respostas
Em resumo, ele influenciará a energia eletrônica e, portanto, todas as propriedades derivadas dela. Uma largura de mancha muito pequena e você pode ter problemas para convergir o campo autoconsistente. Muito grande e a extrapolação de volta para 0 K a partir da temperatura finita fictícia será menos precisa. Dependendo do método de esfregaço (por exemplo, esfregaço gaussiano), você pode tratá-lo como uma propriedade que pode diminuir até que a extrapolação de energia seja mínima. No entanto, este não é necessariamente o caso para todos os métodos de esfregaço. A ordem em que você realiza os testes de convergência é, de certa forma, uma questão de opinião, e você deve sempre validar suas suposições. No entanto, provavelmente faria isso depois de determinar um corte de energia cinética de onda plana e$k$grade de pontos. Devo também mencionar que a largura de mancha pode influenciar as bordas da banda e, portanto, o intervalo de banda calculado dependendo de seu valor, portanto, esta é outra propriedade a se levar em consideração.
Você pode fazer um teste de convergência para obter resultados razoáveis. Normalmente, para amostragem k e corte de energia, você pode obter alguns valores de experiências (é claro, você também pode fazer testes de convergência).
- (a) ENCUT = maior ENMAX no arquivo POTCAR$\times$ 1,5
- (b) KPOINTS : você pode usar o VASPKIT para gerar KPOINTS ao preparar um POSCAR.
======================================================== ===
resposta atualizada:
Por que precisamos do método de esfregaço?
A ideia original do método de esfregaço pode referir - se a este artigo , este método é dedicado a lidar com a integração numérica na zona de Brillouin para metais.
Uma definição útil de metal é que, no metal, a zona de Brillouin pode ser dividida em regiões ocupadas e não ocupadas por elétrons. A superfície no espaço k que separa essas duas regiões é chamada de superfície de Fermi.
Do ponto de vista do cálculo de integrais no espaço k, essa é uma complicação significativa porque as funções integradas mudam descontinuamente de valores diferentes de zero para zero na superfície de Fermi. Se nenhum esforço especial for feito no cálculo dessas integrais, um grande número de k pontos é necessário para obter resultados bem convergentes.
Depois disso, o método de esfregaço foi desenvolvido para lidar com semicondutores e isoladores.
Como escolher um método de esfregaço adequado para o seu sistema? (Presumo que você esteja usando o pacote VASP e forneça uma receita para realizar o cálculo.)
- Se você não tiver informações suficientes (metal / semicondutor / isolante), você sempre pode usar o método de esfregaço gaussiano. A configuração [ISMEAR = 0, SIGMA = 0,05] no VASP fornecerá um resultado razoável.
- Quando você sabe que o sistema é de metal, pode usar o método de esfregaço MP para relaxar o sistema. [ISMEAR = 1, SIGMA = 0,2] (Mantenha o termo de entropia menor que 1 meV por átomo.)
- Para semicondutores ou isoladores, use o método do tetraedro [ISMEAR = -5], se a célula for muito grande (ou se você usar apenas um ou dois pontos k) use ISMEAR = 0 em combinação com um pequeno SIGMA = 0,03-0,05 .
- Para os cálculos da densidade de estados e cálculos de energia total muito precisos (sem relaxamento em metais), use o método do tetraedro [ISMEAR = -5].
Deve ser convergido como pontos k e corte de energia?
- Para um sistema simples, você pode seguir a receita anterior para obter resultados razoáveis.
- Para alguns sistemas complexos, você deve pegar ISMEAR = 0 e testar o valor de SIGMA.
Se sim, então quando - antes de convergirmos os pontos k e corte de energia ou depois?
Você pode obter um corte de energia mais alto e uma malha k fina para testar a convergência do SIGMA. ($\dfrac{3}{2} \times $ o corte máximo em POTCAR e usando VASPKIT para gerar KPOINTS com alta precisão.)
Além disso, quais propriedades isso afeta no cálculo e como?
Como disse Andrew Rosen, isso afetará a integral da energia total e, portanto, todas as propriedades derivadas dela. Porque o pickup de SIMGA decide a convergência da integral numérica.
Que ajude.