Fononları kontrol etmeden yayınlanan geometri optimizasyon sonuçlarının mantığı

Question

Optimizasyon sonuçlarının sunulduğu birçok makalede fononlardan bahsetmediklerini ve kuvvet yakınsama kriterlerinin 0.01 eV / A olduğunu görüyorum. Böyle bir sonuç yayınlayabilir misin? Ve bu tolerans çok yüksek değil mi? Bu toleransı kullanmanın nedeni, düşük toleransların ortaya çıkan geometri üzerindeki ölçülemeyen etkisinden kaynaklanıyor olabilir mi? Fononların sunulduğu gazetelerde daha düşük toleransların kullanıldığını da gördüm. Topluluk içinde bir kongre mi?

Answer 1

Fonon hesaplamalarının çalıştırılması çok pahalı olma eğilimindedir. Bununla birlikte, gaz fazı molekülleri için çok yaygındır ve molekülün bir eyer noktasında olmamasını sağlamak için frekans hesaplamalarının yapılması beklenir.

Genel olarak, akran incelemesini geçerse herhangi bir şey yayınlayabilirsiniz. Fonon hesaplamaları, eyer noktasında olduğunuzdan korkuyorsanız yapacağınız bir şeydir, ancak deneyimlerime göre toplu olarak bir eyer noktasına optimize etmek çok daha zordur. Bu nedenle, başkalarının da aynı şekilde hissetmesini bekliyorum ve bu genellikle yapılmıyor. Yine de hesaplama zamanına ve gücüne sahipseniz, kimsenin "Neden zahmet edesiniz?" Diye soracağını sanmıyorum.

Bununla birlikte, entropi / sıfır noktası enerjisinden bahsedildiği herhangi bir zamanda, açık bir şekilde atıfta bulunmasalar bile, muhtemelen bir frekans hesaplaması yapmış oldukları unutulmamalıdır.

Answer 2

Genel olarak, bir fonon hesaplaması yapmadan bir sistemin geometrisini yayınlamak haklı değildir . Bu, gerçekleştirdiğiniz hesaplama türüne bağlı olarak potansiyel enerji yüzeyine girebileceğiniz yerdir:

1. Geometri optimizasyonu. Bir geometri optimizasyonu ile, yerel minimumda veya potansiyel enerji yüzeyinin bir eyer noktasında sonuçlanabilirsiniz. Sistemin başlangıç ​​simetrisini zorlayan bir geometri optimizasyonu gerçekleştirirseniz (çok yaygın bir strateji), bir eyer noktasına varabilirsiniz, çünkü simetriyi zorlamak, potansiyel enerji yüzeyinin boyutluluğunu azaltır ve bu da daha düşük önemli yönlerin kaldırılmasına yol açabilir daha fazla enerji. Yalnızca bir geometri optimizasyonu ile eyer noktası veya minimum arasında ayrım yapmanın bir yolu yoktur ve bu nedenle fononlara ihtiyacınız vardır.
2. Fononlar. Fononlarla, Hessian'ı bir geometri optimizasyonu ile elde ettiğiniz potansiyel enerji yüzeyinin sabit bir noktası hakkında hesaplıyorsunuz. Hessian'ın tüm özdeğerleri pozitifse (özdeğerlerin karekökü olan gerçek ve pozitif fonon frekanslarına karşılık gelirse), yerel minimumda olduğunuzu bilirsiniz. Hessian'ın bir öz değeri negatifse (hayali fonon frekansı), eyer noktasındasınız demektir. Daha sonra negatif özdeğerle ilişkili fonon özvektörü boyunca yapıyı deforme etmelisiniz ve yeni bir geometri optimizasyonu gerçekleştirerek daha düşük enerjili bir yapı bulacaksınız. Geometri optimizasyonlarını ve fononları bu şekilde birleştirmek, yerel minimumda olmanızı sağlayabilir.
3. Yapı tahmini. Fononlarla, potansiyel enerji yüzeyinin yerel minimumda olduğunuzdan emin olabilirsiniz. Bununla birlikte, küresel minimumda olduğunuzdan emin olmanın bir yolu yoktur . Aslında, enerji yüzeyinin küresel minimumunu bulma sorununa genel bir çözüm yoktur. Bununla birlikte, yapı tahmin yöntemlerinin onları bulmada oldukça iyi olduğu görülmüştür, bu nedenle malzemeniz hakkında ne kadar bilgi sahibi olduğuna bağlı olarak, bir yapı araması yapmak iyi bir fikir olabilir.

Bütün bunları söyledikten sonra , bir fonon hesaplaması olmadan bir geometri optimizasyonu gerçekleştirmek ne zaman haklı çıkar ? Şunu söyleyebilirim: (i) malzeme deneysel olarak iyi karakterize edilmişse ve (ii) ilgilendiğiniz özellikler doğrudan fononlarla ilişkili değilse (örneğin, optik özellikler); o zaman çoğu insan, deneysel yapının makul bir tahmin olduğunu varsaymanın ve gerçekten ilgilendiğiniz, fononlarla bağlantılı olmayan ek hesaplamaları gerçekleştirmeden önce yalnızca bir geometri optimizasyonu gerçekleştirmenin uygun olduğunu düşünür.

Sayısal toleranslarla ilgili sorularınız için, kılavuz her zaman ilgilendiğiniz miktarın gerekli seviyeye yakınsandığı olmalıdır. Fononlar yapmak genellikle kuvvetleri varyasyon değildir, çünkü nispeten sıkı sayısal toleransları, özellikle SCF döngüsü yakınsama daha düşük bir enerji tolerans gerektirebilir.