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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) » 为何用晶格常数的实验值计算声子？
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gemucai

木虫 (正式写手)

[交流] 为何用晶格常数的实验值计算声子？ 已有5人参与

我最近看了好几篇文章，都是用晶格常数的实验值来计算声子。请问这种未经优化，晶格仍然有受力的结构计算出的声子准确不？

文献中只给出了他们用的是GGA，按理说GGA计算出的晶格常数应该偏大，跟实验值还是有一定出入的。
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1楼 2011-12-28 09:55:34
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yujia1983

木虫 (正式写手)
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sunyang1988(金币+2): 谢谢交流 2011-12-30 15:22:51
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7楼: Originally posted by souledge at 2011-12-29 10:23:49:
那也得看你在C方向的K点疏密及截断能大小等计算参数，总的来说，在CASTEP中计算石墨还是能收敛的。
其实计算石墨最头疼的，是C方向的声子色散谱似乎是虚的……

不知道用的是哪个版本的MS，可能后面的版本算起来会好些，但是GGA优化结构的时候石墨c轴确实会拉长很多，肯定不能算声子谱，一般固定晶格常数就可以了，毕竟DFT没有考虑层间的范德华力的作用，但是LDA却能收敛，c轴和实验值差不多，一般层状的结构建议用LDA.
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10楼2011-12-30 10:33:23
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souledge

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fzx2008(金币+1): 谢谢指教 2011-12-28 13:02:35
ben_ladeng(专家考核): 2012-01-17 12:58:41
理论上应该不太准～不过在平衡位置附近的话，色散谱形状上差别不大，就是绝对数值上可能会偏大一点～除非是各向异性比较重，或者是对压强敏感的材料模型～
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2楼2011-12-28 12:59:30
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gemucai

木虫 (正式写手)
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2楼: Originally posted by souledge at 2011-12-28 12:59:30:
理论上应该不太准～不过在平衡位置附近的话，色散谱形状上差别不大，就是绝对数值上可能会偏大一点～除非是各向异性比较重，或者是对压强敏感的材料模型～

谢谢，不过有篇PRL文献（PRL,93,185503）第一页第四段很明确地指出了他们算石墨的时候用的是实验值，第五段指出用实验值算gamma点声子能准确复制实验的结果。我当时就囧了。

石墨应该是各向异性很强的材料吧？
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3楼2011-12-28 14:35:51
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souledge

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liliangfang(金币+1): 多谢交流 2011-12-28 15:16:21
youzhizhe(金币+3, 专家考核): 谢谢交流。已计入专家考核存档。 2011-12-29 15:30:16
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3楼: Originally posted by gemucai at 2011-12-28 14:35:51:
谢谢，不过有篇PRL文献（PRL,93,185503）第一页第四段很明确地指出了他们算石墨的时候用的是实验值，第五段指出用实验值算gamma点声子能准确复制实验的结果。我当时就囧了。

石墨应该是各向异性很强的材料吧？

石墨本身各向异性比较强，但是问题是给出的声子谱都是在石墨片层之中的，跟层间关系不大。而通过一般的经验可以知道，对于每个石墨层，其结构很稳定，即使relax的结果跟实验值也很相近～
事实上，看文章的Fig 1，使用实验晶格常数和理论晶格常数的结果与实验值都比较接近，并且趋势相同。而GGA一般是高估晶格常数的，所以键强可能会比实际值稍弱，得到低一点的声子频率也是正常。
个人认为，这个文章能说明的最大问题就在于（对做计算的人来说，不针对文章中材料的研究），半经验的作法可能会比完全满足物理收敛和逻辑条件的结果要好……
顺便，因为没计算过graphite，所以不敢乱说，但是依然想问，如果用LDA，会不会情况就完全不同了～
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4楼2011-12-28 14:51:18
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gemucai

木虫 (正式写手)
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4楼: Originally posted by souledge at 2011-12-28 14:51:18:
石墨本身各向异性比较强，但是问题是给出的声子谱都是在石墨片层之中的，跟层间关系不大。而通过一般的经验可以知道，对于每个石墨层，其结构很稳定，即使relax的结果跟实验值也很相近～
事实上，看文章的Fig 1 ...

谢谢你还帮我分析了这篇文献。我觉得也不排除他们用优化好的石墨晶格常数得到的结果比较糟糕，所以没写上来。呵呵
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5楼2011-12-28 15:26:17
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yujia1983

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sunyang1988(金币+1): 谢谢交流 2011-12-30 15:16:49
石墨用GGA优化应该不收敛，c值会拉长很多，最后变成石墨烯，因此用实验值去计算是对的，但是也有很多麻烦，只是石墨是特例。用LDA应该收敛，可以试试！
ps：我说的是针对用CASTEP计算的情况，不知道LZ用的什么软件
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6楼2011-12-29 10:16:03
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souledge

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youzhizhe(金币+2, 专家考核): 谢谢交流。已计入专家考核存档。 2011-12-29 15:30:30
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6楼: Originally posted by yujia1983 at 2011-12-29 10:16:03:
石墨用GGA优化应该不收敛，c值会拉长很多，最后变成石墨烯，因此用实验值去计算是对的，但是也有很多麻烦，只是石墨是特例。用LDA应该收敛，可以试试！
ps：我说的是针对用CASTEP计算的情况，不知道LZ用的什么软件

那也得看你在C方向的K点疏密及截断能大小等计算参数，总的来说，在CASTEP中计算石墨还是能收敛的。
其实计算石墨最头疼的，是C方向的声子色散谱似乎是虚的……
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7楼2011-12-29 10:23:49
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gmmy

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liliangfang(金币+1): 多谢交流 2011-12-29 21:19:06
fzx2008(金币+1): 谢谢指教 2011-12-29 21:46:41
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7楼: Originally posted by souledge at 2011-12-29 10:23:49:
那也得看你在C方向的K点疏密及截断能大小等计算参数，总的来说，在CASTEP中计算石墨还是能收敛的。
其实计算石墨最头疼的，是C方向的声子色散谱似乎是虚的……

C方向的声子色散谱好像就应该是虚的，这个是石墨片自发产生皱褶的原因
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8楼2011-12-29 20:34:29
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souledge

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ben_ladeng(专家考核): 2012-01-17 12:59:14
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8楼: Originally posted by gmmy at 2011-12-29 20:34:29:
C方向的声子色散谱好像就应该是虚的，这个是石墨片自发产生皱褶的原因

所以问题就在这里，它虚是正常的，但是如果考虑到热力学，作为碳单质，石墨比金刚石稳定，所以每次涉及到生成能时就要考虑石墨~而由于有虚频，所以无法根据统计热力学的方法计算vibrational free energy……
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9楼2011-12-29 22:01:57
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