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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 » QE(Pwscf) » 收敛性测试
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135791yx@

新虫 (小有名气)

[求助] 收敛性测试 已有1人参与

QE怎么计算截断能和展宽的收敛性测试？
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1楼 2025-04-06 21:19:49
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rlafite

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
截断能是指平面波基组的能量截止值，决定了计算中使用的基组大小。过低的截断能会导致结果不准确，而过高的值会增加计算成本。测试目标是找到一个收敛的截断能值，使得总能量或其他物理量（如力、压力）变化足够小。
步骤：
准备输入文件：
选择一个简单的自洽场（SCF）计算任务（calculation = 'scf'）。
设置初始的截断能值（ecutwfc），通常从赝势建议值开始（赝势文件中会有推荐值）。
固定其他参数，如 k 点网格（K_POINTS）和展宽（degauss）。
运行一系列计算：
以一定步长（如 5 Ry 或 10 Ry）递增 ecutwfc，例如：20 Ry、30 Ry、40 Ry、50 Ry 等。
每次计算后记录总能量（total energy）。
分析收敛性：
绘制总能量随 ecutwfc 变化的曲线。
检查能量变化是否小于某个阈值（如 0.001 Ry 或 1 meV/atom），这通常被认为是收敛的标志。
选择一个能量变化趋于平稳的最小 ecutwfc 值作为最终值。
注意事项：
如果使用超软赝势（USPP）或 PAW 赝势，还需设置电荷密度截断能（ecutrho），通常是 ecutwfc 的 4-8 倍，也需要一并测试。
对于金属系统，可能需要结合展宽参数一起优化。
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2楼2025-04-07 00:35:51
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rlafite

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

展宽参数（degauss）用于金属系统的占据平滑（smearing），影响电子态的分布。它的收敛性测试目标是确保总能量或其他性质对展宽值的依赖性足够小。

步骤：
准备输入文件：
设置 occupations = 'smearing'，并选择一种平滑方法（如 smearing = 'gaussian' 或 'methfessel-paxton'）。
固定 ecutwfc 和 k 点网格，选择一个初始 degauss 值（如 0.01 Ry）。
运行一系列计算：
改变 degauss 值，例如：0.005 Ry、0.01 Ry、0.02 Ry、0.05 Ry 等。
记录每次计算的总能量或其他目标物理量（如费米能、态密度）。
分析收敛性：
绘制总能量随 degauss 变化的曲线。
检查能量变化是否小于某个阈值（如 0.001 Ry）。
选择一个较小的 degauss 值，同时确保结果稳定（过小可能导致收敛困难）。
注意事项：
展宽值与 k 点密度密切相关。如果 k 点网格较稀疏，可能需要较大的 degauss 来平滑结果。
对于半导体或绝缘体，通常不需要展宽（使用 occupations = 'fixed'），因此此步骤只适用于金属系统。
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3楼2025-04-07 00:40:13
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