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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 第一性原理 » MS » 分享与交流CASTEP 计算中截断能和K值的选择经验
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spphins510

新虫 (小有名气)

[交流] 分享与交流CASTEP 计算中截断能和K值的选择经验 已有6人参与

一直在小木虫索取，这次也想分享一下~虽然很基础的内容，但感觉对初学者，尤其是基础比较差的（我自己）还是会有帮助的。这些内容来源于软件说明书、小木虫的讨论等资源。而且如果有不对的地方，还请路过的大家能够指点一下~谢谢啦。

截断能
Energy cutoff：控制平面波基组的大小，平衡准确性和计算速度。在做吸附计算的时候，要分别计算气体分子，洁净表面和吸附后表面的，为了消除最大误差，该值不能够采取默认值，而应该统一。
一般400eV对于计算表面科学足够了。

K点
k-points： 确定布里渊区域采样的准确性；k点的质量对于金属系统尤其重要，在金属系统中，电子结构的快速变化可能发生在跨越费米能级的能带上。
经验：实空间越大，K空间就越小。金属体系需要精细的网格，绝缘体使用很少的k 点通常就可以。小单胞需要精细格点，大单胞很可能不需要。因此：单位晶胞内原子数很多（比如40-60 个）的绝缘体，可能仅需要一个（移动后的）k 点。另一方面，面心立方的铝可能需要上万个k点以获得好的DOS。对于孤立原子或分子的超晶胞，仅需要在Gamma点计算。对于表面（层面）的超晶胞计算，仅需要（垂直于表面）z 方向上有1 个k 点。
取值依据：（1）a×ka ≈ b×kb ≈ c×kc 或者说 1/a : 1/b : 1/c ≈ ka : kb : kc
                 （2）ka~15 Å 为绝缘体
                          ka~20 Å 为半导体
                          ka~25 Å 为simple metals
                          ka~30 Å 为d band metals

截断能和k值的收敛性测试：
（1）方法：首先测试Ecut，把K点设置成足够高的值，以步长50eV逐步增加Ecut，查看总能的变化，当变化小于0.001 eV/atom（dE/dEcut/atom）的时候就已经足够了。然后固定Ecut为测试好的值，逐步增加K值，以同样的收敛标准测试就行了。
（2）对于固体表面计算，和在切面之前对晶体做收敛性分析相比，在切面后做收敛性测试更合理。
（3）但要注意改变k值能量可能不是平稳的收敛。
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kecy

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1楼 2019-04-21 21:27:16
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网易云之夜

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
收敛性测试那部分解释，我看不太懂
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2楼2019-05-05 13:58:02
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kecy

木虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
送红花一朵
（dE/dEcut/atom）这个具体数值在哪里看呢？比如dE， dEcut，atom分别指什么。atom是体系总原子数吗？
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never say die
3楼2020-03-12 20:56:34
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
3楼: Originally posted by kecy at 2020-03-12 20:56:34
（dE/dEcut/atom）这个具体数值在哪里看呢？比如dE， dEcut，atom分别指什么。atom是体系总原子数吗？

手动做，调整Ecut看能量变化。
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不一定挂在论坛，计算问题问题欢迎留言。
4楼2020-03-13 13:21:28
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DR_Zhou

新虫 (正式写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
请教一下，做收敛性测试，固定截断能，改变k值，在从校到大增加k值的过程中，k值该怎样设置呢？比如，现在已经算了k为1x1x1，那么下一步k应该设置成2x2x2还是1x1x2（2x1x1或者1x2x1）？
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5楼2020-05-23 14:46:29
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fgmsyutong

木虫 (文坛精英)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
截断能，改为custom（定值），多设几个，做出总能量随截断能关系曲线，斜率趋于0即可

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3d104s1
6楼2020-05-23 17:01:11
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fgmsyutong

木虫 (文坛精英)
引用回帖:
6楼: Originally posted by fgmsyutong at 2020-05-23 17:01:11
截断能，改为custom（定值），多设几个，做出总能量随截断能关系曲线，斜率趋于0即可

k值，也是custom，找能量最小值对应的k

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3d104s1
7楼2020-05-23 17:01:58
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fgmsyutong

木虫 (文坛精英)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
还有，研究表面，最后一个数字改成1，比如，如果晶体用k值999得到能量最小，表面就改为991

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3d104s1
8楼2020-05-23 17:06:21
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xmaobi

铁虫 (初入文坛)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
The value of the dEtot/d lnEcut gives a good indication of the convergence...
... the value reported in the CASTEP output file divided by the number of atoms...
这里是不是应该dEtot/d lnEcut/Atoms才对啊？在官方手册上看到的
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长路漫漫，与贤为伴。
9楼2022-02-07 13:49:49
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