Входные ограничения при сравнении различных расчетных свойств DFT для одного и того же материала, но с различным расположением атомов
Рассмотрим ABбинарный сплав фиктивного типа. ABкак известно, существует в B2упорядоченной структуре типа. Мы хотим сравнить DoS (плотность состояний) между этой структурой ABи полностью неупорядоченной структурой. При разупорядочении ABпревратился бы в BCCслучайный твердый раствор.
Теперь, какие входы для кода ДПФ мы должны тщательно рассмотреть? Если интервал k-сетки, отсечка энергии плоской волны и ширина размытия ($\sigma$) быть одинаковыми для обоих, чтобы можно было их сравнивать, или мы должны объединить их для каждого из них индивидуально?
Ответы
Лучшая стратегия при проведении тестов на сходимость - это прямое схождение интересующей вас величины. Это «количество» может быть прямым физическим свойством, например, шириной запрещенной зоны материала или композитом (из-за отсутствия лучшего слова) свойство. В вашем случае вы заинтересованы в сравнении электронной плотности состояний (DOS) между двумя соединениями, поэтому я предлагаю создать соответствующее составное свойство.
Вот наивное предложение для вашего случая. Позволять$g_A(E)$ и $g_B(E)$ быть плотностями состояний двух сравниваемых соединений, и пусть $(E_1,E_2)$- диапазон энергий, в котором вы хотите сравнить плотности состояний. Тогда я могу определить количество$\Delta$ который измеряет разницу между двумя плотностями состояний, например как:
$$ \Delta=\frac{1}{E_2-E_1}\int_{E_1}^{E_2} \sqrt{\left[g_A(E)-g_B(E)\right]^2} dE. $$
Я предлагаю сойтись $\Delta$относительно соответствующих параметров. Если вы индивидуально сходитесь$g_A$ и $g_B$, то их разность также должна сходиться, но сходиться $\Delta$вместо этого может обеспечить значительную вычислительную выгоду, потому что может быть некоторая «отмена ошибок» в сходимости разницы между$g_A$ и $g_B$, что вам действительно интересно.
Что касается параметров, которые вы должны сойтись, я согласен, что $\mathbf{k}$-точки (как для самосогласованной, так и для несамосогласованной части расчета), ограничение по энергии и ширина размытия важны. В зависимости от того, чего вы хотите достичь при сравнении, также может быть важно поиграть с ограничениями.$(E_1,E_2)$ в выражении, подобном выражению для $\Delta$ над.
Для сравнения расчетов лучше всего иметь все возможные параметры расчета одинаковыми, включая шаг k-сетки, ограничение энергии плоской волны и метод интегрирования зоны Бриллюэна (с одинаковой шириной размытия, если применимо). Настройки также должны быть достаточно схожими для каждого случая.
В вашем примере, если для случая B2 более плотный интервал k-точек, в то время как для неупорядоченного случая требуется более высокое ограничение по энергии для схождения, тогда в расчетах, которые необходимо сравнить, должны использоваться как более узкий интервал по k-точкам, так и более высокое ограничение по энергии.
Также важно подчеркнуть, что вычисления должны иметь одинаковый интервал k-точек , то есть независимо от размера кристалла плотность точек в объеме одинакова. Этот шаблон следует применять к любой настройке, относящейся к внешнему свойству, например к выборке по k-точкам, поскольку объем ячейки является внешним свойством.
Некоторые настройки, такие как ширина размытия, являются сложными, потому что не обязательно сходимое значение с точки зрения правильности. Слишком маленький или слишком большой может вызвать проблемы, как описано в этом ответе .