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铜虫 (初入文坛)

[求助] 各位大神,FeC基底计算是否需要在DFT的INCAR中加U?

各位大神,FeC计算是否需要在DFT的INCAR中加U?
对于过渡族金属元素主要是3d族,当然也包括4d,5d族,和稀土元素,主要是镧系;这些元素形成的合金或者化合物中,由于存在d电子或f电子,而这两种电子都是强关联电子,在某些时候,传统的DFT没法描述,也就是LDA或GGA计算的结果是不对的--主要反映在gap上。
这包括两种情况,一种是该氧化物是绝缘体,存在gap,但计算的结果却是没有gap的,即所谓莫特绝缘体的情形,另一种情况是体系本身就有Gap,但是计算的结果显示为Gap过小。
这里需要插一句:Gap计算值过小未必都是传统DFT忽略电子的强关联造成的,还有很多情况是归结于DFT理论采用的Kohn-Sham orbital并不是真正的原子轨道,这导致价带和导带的轨道并不是实际的轨道,而是放于平均势场中的单电子轨道,所以导致计算的所谓Gap其实是个赝Gap,这可以用杂化泛函,Hartree-Fock克服,但是这个计算成本太高了,而且很慢。
产生这种计算错误的结果是LDA或者GGA忽略了d或者f电子的强关联作用,而相应的修正则是引入该修正作用,即所谓DFT+U,包括GGA+U,LDA+U;而GGA+U又可分为很多种,包括PBE+U, PW+U, PBEsol+U,取决于GGA的形式;+U也有很多方法,比较常见的一种就是给出U和J值(根据我读文献和经验,一般J值的典型值多为0.9或者1.0eV),U是库伦排斥能,J是洪德耦合参数,U的选取需要测试,或者取文献值。。。当然,有些范式干脆只指定U,而把J指定为0eV,因为这种范式中,在能量中只有U-J整体起作用!
    一般,对于过渡族金属,Ti,V,Cr,Mn,Fe,一般U值典型值大约为3.0 eV,其取值也多为2.0到4.0eV之间,这是我读文献看到较多的情况。。。
    对于稀土氧化物,U值多为4到7eV。。。
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