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maad

木虫 (小有名气)

[求助] Siesta优化晶格常数时,真空层逐渐减小导致无法收敛

各位,
小弟最近刚学siesta,优化了一个Graphene Nanogap的结构(如下图),其中H原子被固定住了以维持GAP的宽度,graphene位于XZ平面,X,Z方向取周期性。Y方向(垂直于graphene平面)取晶格常数为10A,以消除相邻周期间的相互作用。石墨烯中的初始C-C键长取1.42 A。



首先我固定晶格常数进行优化(MD.VariableCell  设为F),能正常收敛。
然后我将收敛后的坐标作为初始值,进行晶格常数的优化(MD.VariableCell  设为F),结果发现从第1步(CG move)到第106步都能正常进行,但是到第107步,从1~106离子步都比较正常,但是到第107步时,突然 dDmax变的很大,有时候甚至到100多,导致无法收敛。
如下:
siesta:  275  -756667.1207    59357.5447    59357.4868 86.0287********
siesta:  276 -1936040.6264   116003.2422   116003.1869****************
siesta:  277 -1733352.0923    96502.0460    96502.0299****************
siesta:  278  -996802.5182    41563.9607    41563.9454944.3453********
siesta:  279  -680495.0336    26030.6389    26030.6263468.5206********
Applying kick at iscf:  280
Re-setting Pulay history
siesta:  280  -538864.8988    19188.8921    19188.8700346.1468********
siesta:  281  -621959.5919    32974.9889    32974.9466472.5015********
siesta:  282  -492206.1270    27113.8935    27113.8453129.6775********
siesta:  283  -371698.4079    21917.1985    21917.1572100.0016********



然后我发现了一个细节,每一个离子步输出的outcell: Unit cell vectors  的Y方向分量从一开始的10 逐渐减小,也就是相邻的石墨片之间的厚度在逐渐减小。这也许是导致不收敛的原因。

siesta 版本是3.0b。我用到fdf文件如下,感谢各位的帮忙。
#INPUT FOR BNC nanoribbon Jun. 2, 2008

############################
#Genaral system descriptors#
############################
SystemName                      Nanogap
SystemLabel                     Graphene_nanogap
NumberOfAtoms                   360
NumberOfSpecies                 2

%block    ChemicalSpeciesLabel
1 6  C
2 1  H                                                # Species index, atomic number, species label

%endblock ChemicalSpeciesLabel

##################
#Basis definition#
##################
User.Basis                      F                       # Default value
User.Basis.NetCDF               F                       # Default value
PAO.BasisType                   split                   # Default value
PAO.BasisSize                   STANDARD                # Default value
%block    PAO.BasisSizes
  C      STANDARD
  H      STANDARD
%endblock PAO.BasisSizes
PAO.EnergyShift                 0.02 Ry                 # Default value
PAO.SplitNorm                   0.15                    # Default value
%block    PS.KBprojectors
%endblock PS.KBprojectors
%block PAO.Basis
%endblock PAO.Basis
##################################
#Lattice, coordinates, k-sampling#
##################################
LatticeConstant                 1.000 Ang

AtomicCoordinatesFormat         NotScaledCartesianAng
AtomCoorFormatOut               NotScaledCartesianAng

LatticeConstant     1.000 Ang
%block LatticeVectors
   17.04000000       0.0000000000        0.0000000000
   0.000000000      10.0000000000        0.0000000000
   0.000000000      0.0000000000        68.332000000
%endblock LatticeVectors

%block    AtomicCoordinatesOrigin
0.00   0.00   0.000
%endblock AtomicCoordinatesOrigin

%block    AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies
    7.80995568    0.00000239  -32.92969107   1       1  C
    4.97005576   -0.00000682  -32.92967832   1       2  C
。。。。。。。
   -7.10028078   -0.00000162   34.16960127   1     359  C
   -1.41963336   -0.00000300   34.16958532   1     360  C
%endblock    AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies

kgrid_cutoff                    10.00 Ang                # Default value

#%block    kgrid_Monkhorst_pack
# 1    0    0    0.0
# 0    1    0    0.0
# 0    0   10    0.0
#%endblock kgrid_Monkhorst_pack

%block GeometryConstraints
position from 169 to 184
%endblock GeometryConstraints

################
#DFT, Grid, SCF#
################
Harris_Functional               F                       # Default value
XC.Functional                   GGA                    
XC.authors                      PBE                    
SpinPolarized                   F                       # Default value
NonCollinearSpin                F
FixSpin                         F                       # Default value
TotalSpin                       0.0
SingleExcitation                F                       # Default value
MeshCutoff                      100.0 Ry                # Default value
MaxSCFIterations                300                      # Default value
DM.MixingWeight                 0.01                    # Default value
DM.NumberPulay                  6                       # Default value
DM.PulayOnFile                  F                       # Default value
DM.NumberKick                   5                       # Default value
DM.KickMixingWeight             0.20                    # Default value
DM.MixSCF1                      T                       # Default value
DM.Tolerance                    0.0001                  # Default value
DM.InitSpinAF                   F

%block    DM.InitSpin
%endblock DM.InitSpin

MullikenInSCF                   F                       # Default value
NeglNonOverlapInt               F                       # Default value USE WITH CARE
EggboxScale                     1 eV

#####################
#Eigenvalue problems#
#####################
MD.TypeOfRun                    CG                      # Default value
MD.VariableCell                 T                       # Default value
MD.NumCGsteps                   300
MD.MaxCGDispl                   0.2 Bohr                # Default value
MD.PreconditionVariableCell     5.0 Ang
MD.MaxForceTol                  0.02 eV/Ang             # Default value


##################
#Parallel options#
##################
BlockSize                       8
ProcessorY                      2
DiagMemory                      2.00                    # Default value
DiagScale                       1.25
TryMemoryIncrease               T                       # Default value
ParallelOverK                   T


################
#Output options#
################
LongOutput                      F                       # Default value
WriteCoorStep                   T                       # Default value
WriteCoorInitial                T                       # Default value
WriteKpoints                    T                       
WriteForces                     T                       # Default value
WriteDM                         T                       # Default value
WriteBands                      F
WriteKbands                     F
WriteWaveFunctions              F                       # Default value
WriteMullikenPop                0                       # Default value
WriteCoorXmol                   F                       # Default value
WriteCoorCerius                 F                       # Default value
WriteMDhistory                  F                       # Default value
WriteMDXmol                     T                       # Default value
WarningMinimumAtomicDistance    1.0 Bohr                # Default value
AllocReportLevel                0                             # Default value
SignatureRecords                F                       # Default value                  

####################
#Saving and reading#
####################
UseSaveData                     T   
DM.UseSaveDM                    T   
ON.UseSaveLWF                   T   
MD.UseSaveXV                    T   
MD.UseSaveCG                    T
SaveHS                          F                       # Default value
SaveRho                         F                       # Default value
SaveDeltaRho                    F                       # Default value
SaveElectrostaticPotential      F                       # Default value
SaveTotalPotential              F                       # Default value
SaveIonicCharge                 F                       # Default value
SaveTotalCharge                 F                       # Default value

[ Last edited by maad on 2011-6-28 at 21:21 ]
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maad

木虫 (小有名气)

问题补充:

Y方向的 Unit cell vector的减少是不是因为多层Graphene的能量较低,所以要减小真空层的厚度,更接近多层Graphene?
2楼2011-07-01 13:18:20
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