加载中…『学习笔记』MS_castep
(2013-01-31 17:57:53)
标签：
混沌之君mscastep |
分类： _case:学习笔记 |
A 模型建立部分
问：1 这个收敛性怎么测试呀？主要比较哪些值？
2 偶极子修正是什么？什么时候要考虑?如何分析
Q1
论文中计算模型参数选取问题：
对于(2x2)大小的表面，布里渊区积分中的K点(3x3x1)选取过小，真空层厚度(10A)是否足够？计算结果收敛性是否经过测试？请在文章中明确说明所选模型参数对计算结果影响的测试情况。
Q2
表面弛豫对计算结果影响很大，请在文章中指明表面弛豫原子层数。对于文章中采用的上下表面不对称（只单面替代原子）的表面模型，计算过程中是否考虑了偶极子修正等因素的影响？
问：1 这个收敛性怎么测试呀？主要比较哪些值？
Notes：
1
选择多个energy cutoff比较dEtot/dlog(Ecut)
2 上下表面是对称分布的就不用考虑偶极矩问题 dipole 偶极子
ps:paper
3 为什么要加入vaccum slab?
在ms中具有周期性，所以我们才加入真空，消除近距离原子对其表面的影响，是一种类似真实的表面结构。异质结界面态可不考虑其高度。
Q3 关于针对CASTEP收敛问题的参数调试总结：
如果计算在Max.
cycle全部用完之后仍然不能收敛，要先查看一下<seed>.castep文件，如果能量比刚开始计算时有明显下降，而且震动幅度也明显减小，只是还没有降到收敛标准以下，那说明Max.
cycle还不够，要增加这个数值。
但多数情况下，我们会发现，能量并没有比刚开始计算时的能量有明显下降，而是围绕着某个平均值在反复地震荡，而且震动幅度也没有减小。那说明是参数设定的问题，此时就算再怎么增加Max.
cycle的数值，计算最终还是不会收敛的。
这个时候，最好是增加energy cutoff的数值，降低K point set的数值，增加smearing
width数值（当然，如果通过调试前两个数值就可以使计算收敛的话，就最好不要动这个数值）。
再有，如果计算是使用的density
mixing的话，那要将mix_charge_amp，mix_spin_amp的数值降低，将mix_energy_cutoff的数值增加到energy
cutoff数值的3到4倍，增加mix_history_length的数值。
当然，如果调试上面的参数仍然发现收敛很辛苦的话，就将mixing scheme转成All
Band/EDFT,这会解决收敛问题，但是计算时间将会是使用density mixing计算所用时间的3倍以上。
Notes：
1
2. 在进行平面波DFT优化之前，通过其他的办法， 比如经典力学优化以及DMol中局域波函数进行优化，
这样的话，可以帮助CASTEP在最短的时间内找到合适的最小值， 也就是通常意义上说的加快收敛。
其实在做收敛速度无非是两个目的：1 计算精度要高 2 计算速度要快
一般平面波程序，在计算精度上，主要需要测试energy
cutoff(倒空间的最大平面波截断，理论上要求无穷大，因为那样基矢才是完备的,但实际上不需要，也做不到)还有就是K点取样，理论上要计算无穷个ｋ点，但实际也不可能。所以有时候震荡的情况，这主要还是由于energy
cutoff太小，或者是有的K点根本就难以算准，这个时候，如无特殊需要，基本就认为它收敛了。
二就是计算速度，因为目前DFT主要还是用自洽的方法，在理论上应该是用新的电荷密度等于旧的电荷密度，但实际上如果这样做，一是收敛很慢，二是容易形成震荡情形。一般的做法是rho_in=mix*rho_old+(1-mix)*rho_old（具体到每个程序，肯定是做法不同了）一般认为mix=0.3比较合理,这样收敛的非常快。所以很多程序在测试各种mix的时候，就是在测试这个。
最后，选择合适的参数。在你所需要的精度范围内，最快的计算。我们的目的是要解决问题，有时候不需要那么精确。
Q4 采用几何优化——勾选了more中的优化晶胞，结果能量曲线上升，但是收敛，这种计算结果可靠吗？很怀疑！除了改变ECUT、K点，还有办法吗？这能否说明我建的晶胞就是比较稳定的，无需优化呢？
如果能用的话，我该怎么确定优化之后最终的(稳定）晶胞的能量以及晶胞参数，找最低的那个能量吗？
Notes：
应该是初始输入的晶格常数过小造成的，这是内聚能偏低。晶格参数当然也可以使用软件自带的优化cell的功能。但如果认真做了收敛测试，会发现在收敛性上，能量最易收敛，其次是力，应力最难，也是默认的。所以如果以应力作为判据（自动优化晶格就是如此），则需要很高的Ecut和K点数目才能收敛于正确值。而使用E-V拟合晶体状态方程，则使用较低的参数就可以得到正确的晶格常数。
Q5 在MS
castep中在进行计算之前需进行收敛性测试，我只大概知道步骤是先进行截断能的测试，在得到收敛后，再进行k点取值设置，但是我不太明白，这个收敛的具体含义是什么，是从什么地方的什么值看出其收敛的呢？
Notes：
具体参照Q3，这个要看能量图是不是一条直线，二要看收敛图，每条实线要在各自对应虚线的下方就表明收敛了，不收敛可能由于步数太小。
Q6 final
energy、Final free energy (E-TS)、NB est. 0K energy (E-0.5TS)和Total
energy 有什么差别呢？
希望那位大侠能够讲解一下，非常感谢。
Notes：
final free energy (E-TS)
S应该是熵，T是温度， NB est. 0K energy
(E-0.5TS) 是前两值得平均值。
Q7 number
of steps for each
strain 一般应设置多少，默认4，我一般调成6了，不知道这一项的意思？
Notes：
这个step应该是每个应变分量向上计算的应变点的数目，之后拟合这些点的应力应变曲线得到弹性系数。点多一些应该会提高精度，但个人认为影响结果精度更主要原因还是每个step自身的精度，也就是DFT的计算精度。
Q8 用CASTEP模块计算材料的弹性常数时，必须对模型进行“impose
symmetry”吗？如果没有施加对称性，对结果会有影响吗？我自己对比了一下两种操作的结果，大致差不多，只是有一点差别，但是“impose
symmetry”后速度快很多，理论上，每个体系对应有自己的晶系和空间群，如果是自己手动建的模应该要施加对称性，计算结果才能体现体系的性质吧？欢迎大家讨论
施加对称性之后，计算的时候因为某些对称性的结构的某些方向上Cij是相同的，或者可以由其他方向的Cij计算出，即不是独立的Cij，所以在计算的时候，会不去计算这一部分，所以计算的速度快了很多。即使不施加对称性，但是这个结构的这种对称性还是存在的，所以算出来的结果差不多，某些方向的Cij应该是0值的，不施加对称性的话，会近似是0，可以不予考虑。
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