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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 » Wien2k&FLAPW&ELK » 请教，为何采用LDA+U计算的时候Co变成了低自旋？
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identation

金虫 (著名写手)

[求助] 请教，为何采用LDA+U计算的时候Co变成了低自旋？

计算的是关于双钙钛矿Co-Mn酸盐的磁性质和电子结构，LDA给出的结果是没有带隙的，是个半金属，此时磁矩是正常的，Co的自旋磁矩大概是2.2，总磁矩接近6uB/fu；之后，用LDA+U计算，Hund耦合参数J选为1eV，Hubbard U参数Mn和Co分别是3和5eV，这时候计算的结果是有Gap，但是Co的磁矩变成了0.7左右，体系总磁矩也明显低于实验结果，为4uB/fu，Co变成了低自旋。请教，这原因是什么呢？
我试过调整Muffin-tin半径，也试过GGA+U，也试过减小U参数，结果Co都是低自旋，这是什么原因呢？求教，谢谢大家！
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1楼 2011-11-23 23:46:24
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uuv2010

荣誉版主 (职业作家)

优秀版主

【答案】应助回帖

★
identation(金币+5): 2011-11-24 19:34:26
youzhizhe(金币+1): 谢谢交流。 2011-11-24 23:16:42
通过MAGMOM给定一个较大的磁矩的初始值试一试
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2楼2011-11-24 10:31:25
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identation

金虫 (著名写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by uuv2010 at 2011-11-24 10:31:25:
通过MAGMOM给定一个较大的磁矩的初始值试一试

我是用ELK算的 我已经给了很大的初始值了 按照高自旋给的 可是计算结果楞给跑成了低自旋
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3楼2011-11-24 19:35:11
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杨寻

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
identation(金币+5): 2011-11-25 12:00:21
贺仪(金币+1): 多谢指教！ 2011-11-25 13:37:51
引用回帖:
1楼: Originally posted by identation at 2011-11-23 23:46:24:
计算的是关于双钙钛矿Co-Mn酸盐的磁性质和电子结构，LDA给出的结果是没有带隙的，是个半金属，此时磁矩是正常的，Co的自旋磁矩大概是2.2，总磁矩接近6uB/fu；之后，用LDA+U计算，Hund耦合参数J选为1eV，Hubbard U ...

初学者的猜测：考虑+U的情况，也就是考虑电子之间的排斥能了，这样相当于电子的localization更强了，每个金属离子相当于多了电子数目，所以产生了低自旋的情况。
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4楼2011-11-25 09:40:47
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zhang668

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
identation(金币+15): 2011-11-25 12:00:24
贺仪(金币+2): 多谢你的热心帮助 2011-11-25 13:38:00
你看下d轨道电子占据和晶体场劈裂在加U前后的变化，看有无价态变化的可能。我从能量角度分析下有可能是这样的，高自旋的Co2+有两个反方向的d电子，低自旋的有三个反方向的d电子，多了一个库仑排斥能，加U可能减弱与O p轨道杂化程度，增加晶体场劈裂。另方面加U后p-d杂化降低，会使Co2+与Mn4+交换作用减弱（即Co eg电子与Mn t2g的交换作用），会相对提高eg电子能级，从而使其高于反向的t2g电子能量。另一方面，如果有电子价态Co3+与Mn3+出现，两者均为姜泰勒效应离子，也会降低eg电子能量，由于有轨道序交错，因此他们之间耦合也是铁磁，也是4个磁矩，可以看下三个Co-O键长有无不一样。
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5楼2011-11-25 10:49:47
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identation

金虫 (著名写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by zhang668 at 2011-11-25 10:49:47:
你看下d轨道电子占据和晶体场劈裂在加U前后的变化，看有无价态变化的可能。我从能量角度分析下有可能是这样的，高自旋的Co2+有两个反方向的d电子，低自旋的有三个反方向的d电子，多了一个库仑排斥能，加U可能减弱 ...

加U导致Co由高自旋变为低自旋我是理解的，计算结果未必是错的，但是问题是实验上测出的磁矩是按Co高自旋得到的，计算结果和实验结果不一致 我试着调整泛函和U的值 都没得到高自旋的Co 但是不加U体系又是半金属，和实验又是不符 所以很困惑
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6楼2011-11-25 12:12:21
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绿遍山原

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

贺仪: 多谢指教！ 2011-11-25 13:38:20
identation(金币+25): 谢谢 我看了这个 准备试试 2011-11-25 19:22:06
you can try fix spin calculation to find energy-moment relations.
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要夢遊，不要催眠。
7楼2011-11-25 12:16:59
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绿遍山原

铜虫 (小有名气)
http://sourceforge.net/projects/ ... 97820/topic/4787798
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要夢遊，不要催眠。
8楼2011-11-25 12:28:01
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