Зачем нам нужно создавать суперячейку для использования DFPT в Phonopy с интерфейсом VASP?

Dec 02 2020

Следующий отрывок о достоинствах теории возмущений функционала плотности (DFPT) взят из этой основополагающей статьи: Фононы и связанные с ними свойства кристаллов из теории возмущений функционала плотности

Одно из самых больших преимуществ DFPT - по сравнению с другими непертурбативными методами расчета колебательных свойств кристаллических твердых тел (такими как методы спектрального анализа замороженных фононов или молекулярно-динамического анализа) - заключается в том, что внутри DFPT откликается на возмущения с разными длинами волн. развязанный. Эта функция позволяет рассчитывать частоты фононов при произвольных волновых векторах.$\vec{q}$ избегая использования суперячейков и с рабочей нагрузкой, которая по существу не зависит от длины волны фононов.

Phonopy - это пакет с открытым исходным кодом для расчета фононов на гармоническом и квазигармоническом уровнях. В частности, Phonopy взаимодействует с VASP. Следующая ссылка представляет собой руководство о том, как рассчитать структуру фононной полосы NaCl с помощью VASP + DFPT.

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

Однако второй шаг этого руководства по использованию VASP - это создание суперячейки. Почему?

Ответы

7 ProfM Dec 04 2020 at 01:24

Отказ от ответственности: я никогда не использовал Phonopy.

Преимущество использования DFPT заключается в том, что в принципе его можно использовать для расчета возмущения конечного волнового вектора. $\mathbf{q}$используя примитивную ячейку. Этому следует противопоставить конечные разности, которые можно использовать только для расчета возмущений на$\Gamma$точка. Если вы хотите получить доступ к не-$\Gamma$ волновой вектор с использованием конечных разностей, тогда вам нужно отобразить этот волновой вектор на $\Gamma$ точку, построив соизмеримую суперячейку.

Я думаю, что проблема с реализацией VASP DFPT в том, что он может вычислять фононы только на $\Gamma$. Это означает, что реализация VASP DFPT ничем не отличается от реализации конечных разностей в том смысле, что вам также необходимо построить суперячейки для отображения интересующего вас волнового вектора в$\Gamma$точка. В свою очередь, это означает, что выполнение вычислений с помощью DFPT бесполезно, в этом случае вы также можете использовать конечные разности.