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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 » Siesta&Smeagol&Atk » 【求助】如何在siesta中设置ghost state原子的计算
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hw45888792

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】如何在siesta中设置ghost state原子的计算

用siesta计算体相金刚石中一个空位，形成能好像不准，单胞越大，形成能也越大，没有合理的解释。
师兄说，siesta用原子轨道基组，可能存在鬼态原子，需要在空位处设置一个假想的原子，我查了一下手册，没有完全搞清楚如何设置？
不知道哪位大侠有做过？
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1楼 2011-03-07 21:27:16
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hw45888792

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by zhangguangping at 2011-03-07 22:14:00:
参照手册上的ChemicalSpeciesLabel的说明，对于gost原子的原子序数用一个负值就行，然后最好给他起一个别的元素名称，赝势也相应的改变一下。这个时候他的原子质量就会是1.0d30 a.u.如果你计算的是金刚石，那么 ...

你好，这是我测试NV在金刚石2*2*2超单胞C62N中的测试输入数据：

计算鬼态为Cg，在搭建结构的时候，我在空位处加上一个C原子，写成输入文件以后，将其改成Cg，标号为3。其中，C标号为1，N标号为2。赝势方面，我将C.psf直接复制成Cg.psf，然后将Cg.psf里面的元素名称改成Cg，不知是否可行？

SystemName      C62N_ghost
SystemLabel     C62N_ghost
NumberOfSpecies         3

%block ChemicalSpeciesLabel
  1   6   C
  2   7   N
  3  -6   Cg
%endblock ChemicalSpeciesLabel


如果是常规计算，就不用鬼态，输入文件如下：
SystemName      C62N
SystemLabel     C62N
NumberOfSpecies         2

%block ChemicalSpeciesLabel
  1   6   C
  2   7   N
%endblock ChemicalSpeciesLabel

不知道是否正确？

计算过程没有任何问题，对比结果我也大概写在下面：

加入鬼态：
siesta: Program's energy decomposition (eV):
siesta: Eions   =     16680.576136
siesta: Ena     =      3653.202863
siesta: Ekin    =      7163.588024
siesta: Enl     =      -820.400928
siesta: DEna    =      -182.458272
siesta: DUscf   =        15.575306
siesta: DUext   =         0.000000
siesta: Exc     =     -3054.613637
siesta: eta*DQ  =         0.000000
siesta: Emadel  =         0.000000
siesta: Ekinion =         0.000000
siesta: Eharris =     -9905.679557
siesta: Etot    =     -9905.682781
siesta: FreeEng =     -9905.682783

siesta: Final energy (eV):
siesta:       Kinetic =    7163.588024
siesta:       Hartree =     894.608032
siesta:    Ext. field =       0.000000
siesta:   Exch.-corr. =   -3054.613637
siesta:  Ion-electron =   -8393.758885
siesta:       Ion-ion =   -6515.506314
siesta:       Ekinion =       0.000000
siesta:         Total =   -9905.682781


不加鬼态
siesta: Program's energy decomposition (eV):
siesta: Eions   =     16680.576136
siesta: Ena     =      3653.202863
siesta: Ekin    =      7164.385562
siesta: Enl     =      -820.554764
siesta: DEna    =      -182.943454
siesta: DUscf   =        15.589130
siesta: DUext   =         0.000000
siesta: Exc     =     -3054.694636
siesta: eta*DQ  =         0.000000
siesta: Emadel  =         0.000000
siesta: Ekinion =         0.000000
siesta: Eharris =     -9905.587400
siesta: Etot    =     -9905.591435
siesta: FreeEng =     -9905.591437

siesta: Final energy (eV):
siesta:       Kinetic =    7164.385562
siesta:       Hartree =     894.861106
siesta:    Ext. field =       0.000000
siesta:   Exch.-corr. =   -3054.694636
siesta:  Ion-electron =   -8394.637153
siesta:       Ion-ion =   -6515.506314
siesta:       Ekinion =       0.000000
siesta:         Total =   -9905.591435


计算结果显示，加入鬼态后，总能量略低0.1eV左右，而且鬼态原子附近有大约0.2单自旋电荷分布，其它C原子是2个电荷分布。
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3楼2011-03-08 11:11:00
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hw45888792

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by zhangguangping at 2011-03-08 11:39:57:
其实，我之前从来没有做过ghost state的计算，并且对ghost state的知识和用处不了解。仅仅是我之前看手册的时候记得手册中提到了ghost atom的处理。但是具体怎么处理，我是没往心里记的。昨天晚上临回宿舍前，上 ...

嘿嘿，我查过手册和谷歌了，但是没有人给出具体的测试设置参数，所以我自己试过了，但是我无法确定是否正确，所以我想看看有人做个相关计算没有？看看对不对~加入鬼态会比不加鬼态能量更低，数据更加准确，尤其在计算形成能，尤其是单个原子能量时，都需要在单胞里面加入鬼态。
    我用siesta做材料计算不多，所以很多常规处理不熟悉，主要做siesta相关的线性标度并行程序，真正使用这个程序还不咋滴~
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6楼2011-03-08 13:17:53
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hw45888792

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by zhangguangping at 2011-03-08 11:32:09:
其实说句实话，我是真不厉害，很菜的。不是谦虚，我是自我表白。我在论坛里面比较活跃不是显摆我知道的多，而是恰是我知道少，但是身边有没有人用这个软件。所以只能依靠emuch论坛的这个版块。通过讨论可以相互 ...

惭愧惭愧，的确好久不上小木虫了，最近改文章需要修正数据才需要用一些特殊功能，以前没用过，所以才到处问问，以后多多向你学习~
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7楼2011-03-08 13:21:23
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hw45888792

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by zhangguangping at 2011-03-08 11:39:57:
其实，我之前从来没有做过ghost state的计算，并且对ghost state的知识和用处不了解。仅仅是我之前看手册的时候记得手册中提到了ghost atom的处理。但是具体怎么处理，我是没往心里记的。昨天晚上临回宿舍前，上 ...

这里我还有一个疑问，我的师兄说，由于轨道基组的原因，在用siesta计算从体相超单胞一个空位处拿掉的单个C原子能量的时候，需要在相同超单胞里面的相同位置放置一个C原子，然后其他地方全部放鬼原子，从而得到这个C原子的里面。
    还有一个方法，就在这个超单胞里面直接放一个C原子，直接计算。
    平面波方法不存在这个问题，VASP，可以通过模拟最小bulk单胞计算单个C原子的能量。

    我测试了一下，第一个方法得到的单原子能量最低，但是目前没有得到其它相关数据的支持。
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8楼2011-03-08 13:28:01
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hw45888792

金虫 (正式写手)
★ ★ ★
bingmou(金币+3): 感谢热心讨论 2011-03-09 21:47:13
引用回帖:
Originally posted by zhangguangping at 2011-03-08 15:58:58:
我刚才想了想，不知道想的对不。
你师兄说的对。如果用原子轨道做基函数的话，确实需要在空位的地方设置一个ghost原子。原因可以解释为：原子走了，别的原子上的电子可以在空间上到这个空隙中。但是由于使用的 ...

不好意思，我的表述有问题，平面波方法用VSAP做，由于基组不同，比较起来意义不大，我只对比，在一个超单胞放一个C原子和，在一个超单胞里面放一个C原子而其它地方放鬼原子这两种siesta计算。
    其实目前的测试结果表明，体相空位中加入鬼原子的确可以降低总能，但是效果很小，比如：C62N才降低0.1eV。但是，如果是计算这个超单胞里面的单个C原子能量，加入鬼原子，比直接计算一个C原子的能量可以低1eV，这个影响还是蛮大的。
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13楼2011-03-09 21:24:34
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hw45888792

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by minmin_0082003 at 2011-03-08 18:27:11:
我觉得你在讨论BSSE, 可以到siesta list 去搜一下关键词BSSE就可以，中文好像基组什么什么误差。

这个同学说得很对，siesta由于基组原因，超单胞计算存在误差，需要修正。
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14楼2011-03-09 21:26:39
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hw45888792

金虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by minmin_0082003 at 2011-03-08 18:38:23:
你的空位需要一个波函数来支撑的，而且空位有电子非常的正常，是color center， 反而如果没有电子的分布你就该担心计算错误了。

你的意思我懂，电子云可以在整个空间存在。但是这个跟color center有什么关系？这种中心不是由于体系缺陷处的光谱跃迁决定么？
    还有一个问题，为什么空位处需要波函数支撑？基组原因？平面波基组却不需要？由于原子基组跟原子位置相关？
    其实，这个地方我有点不懂。如果跟基组相关，siesta如何知道在空位某一点是否有原子呢？分子在单胞中为什么又不需要鬼态原子计算？
    我查过文献，基本没人提这个问题，不过mail-list里面有部分人讨论，据说人家在写文章的时候，不会写，但是计算结果如果不是预期结果，就会用这个来算算，以期望把结果修正好，不知道是真是假。
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15楼2011-03-09 21:33:53
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