Увеличение размера суперячейки для увеличения выборки по K-точкам
Предположим, у меня есть система, свойство которой сильно зависит от плотности k-точек, а именно диэлектрическая функция. Используя небольшую суперячейку, скажем, с 4 атомами, я достиг максимально допустимой выборки Quantum ESPRESSO (34x34x34), и я не уверен, что достиг сходимости. Чтобы пойти дальше, я должен изменить исходный код и перекомпилировать программу, однако на данный момент это не так. Если создать суперячейку с вдвое большим объемом по сравнению с предыдущей, использование той же k-выборки (например, максимальной) обеспечит более плотную сетку. Является ли эта процедура хорошим обходным путем для увеличения выборки, поскольку у меня все еще есть управляемая структура и время выполнения приемлемо?
Ответы
Краткий ответ: Да, удвоив объем ячейки моделирования, вы сможете эффективно отбирать более мелкие$\mathbf{k}$-точечная сетка для расчета диэлектрической проницаемости. Однако расчет будет дороже, чем простое увеличение количества$\mathbf{k}$-точки непосредственно в вычислении примитивной ячейки.
Более длинный ответ: в обратном пространстве объем зоны Бриллюэна делится на два, когда вы удваиваете реальный объем космической суперячейки. Это означает, что если вы сохраните ту же плотность$\mathbf{k}$- баллы, которые у вас были для исходной ячейки, затем количество $\mathbf{k}$-баллов в новом БЖ будет только половина того количества, которое было у вас в оригинальном БЖ. Однако состояния в исходном БЖ, соответствующие$\mathbf{k}$-точки, которые теперь остаются за пределами BZ суперячейки, будут помещены в новую BZ, так что общее количество состояний на $\mathbf{k}$-point будет вдвое больше, чем было изначально, так что в целом у вас будет точно такой же уровень выборки. Вы предлагаете увеличить плотность$\mathbf{k}$-точек путем выборки того же количества точек в новом меньшем БЖ по сравнению с исходным большим БЖ. Таким образом вы эффективно увеличиваете свой$\mathbf{k}$-точечный отбор проб.
Эта стратегия должна работать для величин, которые зависят от интегрирования BZ, например, для расчета полной энергии или диэлектрической функции. Однако для величин, для которых вас интересует расположение состояний в исходной BZ (например, для определения экстремумов запрещенной зоны изолятора), сворачивание зон значительно усложнит анализ.
И последнее: хотя эта стратегия будет работать, я настоятельно рекомендую вам изменить Quantum Espresso, чтобы увеличить жестко запрограммированный предел количества $\mathbf{k}$-points, чтобы вы могли производить вычисления с примитивной ячейкой. С этой стратегией вычислительные затраты должны быть меньше.