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identation

金虫 (著名写手)

[资源] 第一原理软件的两种磁性计算方法

磁性计算一般有两种方法，一种是指定体系总磁矩，然后计算机会自动计算体系的能量和原子的分磁矩，但是总磁矩就是设定的总磁矩了，此时分别指定不同的总磁矩，计算得到体系能量，比较能量和总磁矩的关系，就可以得到体系基态磁矩是多少，这是Fixed spin moment方法，也就是FSM法；另一种方法是分别指定磁性离子或原子的分磁矩，不指定总磁矩，比如说TbMnO3，只要指定Mn的磁矩就行了，计算机会根据指定的磁矩进行自洽计算，得到体系的总磁矩，这个总磁矩一般和你指定的原子初始磁矩关系不大，也就是说比如对于4价的Mn，你指定Mn初始磁矩是3或者3.2或者2.7一般不会影响你计算的总磁矩，但是，如果指定Mn的磁矩为1，则有可能使体系走到低自旋态。另外，如果只是选择了spin的选项，但是没指定原子磁矩，则有体系尽管是按自旋计算的，但是得到的结果很可能是亚稳态，也就是总磁矩和原子分磁矩都是零。
关于实现，pwscf中是这样的，对于fix spin moment方法，pw把体系看成绝缘体进行计算，此时occupations为fixed。
当采用第二种方法的时候，pw中必须把occupations指定成smearing，也就是pw把体系当成金属计算了。此时，如果要计算体系的介电极化或者波恩有效电荷，可能就要出问题了，因为这些量都是绝缘体量，而采用初始化原子分磁矩的方法，pw把体系当成金属计算，金属的介电极化是没有意义的。

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