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jugengfans

金虫 (正式写手)

[交流] DFT+U的具体效应是什么? 已有1人参与

1.如果一个孤立原子,3d轨道有1个电子,那么+U后,这个电子是更喜欢占据其中一个轨道呢,还是平均占据3d的几个轨道?(个人猜想是占据某一个轨道,可是没有依据)
2.DFT+U后,GAP会加大,因为3d轨道的splitting 会增大。
这对费米面一下的3d轨道还是很正常的。
因为按照论坛某个帖子, Edft+U=Edft + U/2 int(Nup*Ndn),其中Nup Ndn为电子自旋向上和自旋向下的电子数密度
然而,为什么空的3d轨道也会远离占据的3d轨道?
按照DFT,电荷密度都是占据的轨道产生的啊!
我能想到的原因,只有,因为电子向某个局域的d轨道集中,导致这个轨道附近的电荷密度增大,而导致KS方程中,电子之间的经典相互作用势变大,因此计算出来的轨道变的劈裂更明显了。也不知道理解是否有误。


参考文献

1.http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=5237955&authorid=291609
DFT+U中U参数的确定

我上面说的公式,在上面的链接中。
他说,这个U是个惩罚项,电子会往特定方向收缩,让公式的总能才会最小。
E_DFT+U = E_DFT + U/2*int(n_up*n_down)

但是我不知道这个惩罚项怎么让Nup电子局域的?自然,如果3d总电子数确定,那么占据两个spinup的轨道,0个spindn的轨道,自然会让n_down变为0。能量也就最低了。然而,如果Ndn=0,那么电子是不是平均分布在五个轨道也没问题呢?还是都集中在两个轨道?这一点在Nup上并没有体现啊?

2. http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp ... ction_L_S_DA_U.html
我在vasp说明书上,看到DFT+U的另一个形式,
DFT+U的具体效应是什么?
在这个公式中倒是有Nm,也就是每个不同d轨道的磁量子数。这个里面可能有所体现吧。
但是这个公式和上面那个公式,哪个更靠谱呢?




DFT+U的具体效应是什么?-1
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jugengfans: 金币+3, 谢谢你的详细解答,那么这个U_SCF得到的U算是Ueff吗?还是仍然需要扣除double counting项?个人看了一篇文章说win2k可以自己给出linear respond的U 2016-05-08 11:48:35
E_DFT+U = E_DFT + U/2*int(n_up*n_down) 是有点问题的。

U的原始定义来自于Hubbard模型,实际上应该是H=H0+H',其中H0是无互作用体系的Hamilton量而非DFT给出的effective Hamilton量,H'表示互作用项。对于强关联体系,很多情况下多中心项相比单中心项很小可以忽略,因此剩下H’= U/2∑_i(n_i↑*n_i↓) ;平均场近似下,还要忽略密度起伏的贡献,这样才能够得到Anisimov(1991)那篇文章的Eq3;之后,DFT实际上并不是完全没有考虑电子的排斥、交换和关联,因此还得扣除DFT本身已经double count的项。实际上,从PRL97,103001(2006)应该就能看出来,否则也不会出现U_in,U_out,U_scf了。
不一定挂在论坛,计算问题问题欢迎留言。
2楼2016-05-08 09:00:07
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jugengfans

金虫 (正式写手)

另外,在这个线性拟合中,n到底是投影在d轨道上分电荷密度呢,还是在该site上的总电荷?(个人猜想是D轨道电荷,sp电荷的局域化本来就不明显,即使密度大了也不会像D轨道那样排斥。)
3楼2016-05-08 11:54:57
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jugengfans: 金币+3, 谢谢解惑,最近看到有人说vasp也可以做linear respond,所以比较感兴趣这个问题,因为这样下来U就是full abinit了 2016-05-08 23:02:29
引用回帖:
3楼: Originally posted by jugengfans at 2016-05-08 11:54:57
另外,在这个线性拟合中,n到底是投影在d轨道上分电荷密度呢,还是在该site上的总电荷?(个人猜想是D轨道电荷,sp电荷的局域化本来就不明显,即使密度大了也不会像D轨道那样排斥。)

恩,一般是d态的投影占据数。

Uscf是最终响应的U,与J无关,除非你使用的是Dudarev的方法,那么得到的就是Ueff(U-J)。double count在计算中Hamilton部分已经扣除,因此输出的Uout已经扣除了。如果是Anisimov等方法的话,J还得另外处理。Wien2k我不熟悉,QE可以写脚本进行处理。
不一定挂在论坛,计算问题问题欢迎留言。
4楼2016-05-08 14:32:52
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引用回帖:
3楼: Originally posted by jugengfans at 2016-05-08 11:54:57
另外,在这个线性拟合中,n到底是投影在d轨道上分电荷密度呢,还是在该site上的总电荷?(个人猜想是D轨道电荷,sp电荷的局域化本来就不明显,即使密度大了也不会像D轨道那样排斥。)

不知道vasp有没有人对程序进行修改,如果自己去编程的话那个alpha势必须加在被指定+U的态,同时在scf前后都得给出on-site occ才行。
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5楼2016-05-08 23:31:56
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