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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 » 其他 » 帮忙看一下吉林大学马琰铭老师这篇关于热电计算的文章，期待和感谢
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信任开花

铁杆木虫 (知名作家)

[求助] 帮忙看一下吉林大学马琰铭老师这篇关于热电计算的文章，期待和感谢

我刚刚接触热电方面的东西，想问些小白问题，期待你的回复和参与

看了马琰铭老师的这篇文章（Enhanced thermoelectric performance of PbTe within the orthorhombic Pnma phase），
（1）文章先做收敛测试（较少的k点），然后做输运计算（非常多的k点设置）
         这个过程相当于vasp计算中的先优化，然后静态计算么？后面做输运设置k点的
         时候，有什么要求么，为何前面较少的k已经收敛了，还有更多的k点计算呢

         这个非常多的k点计算是在前面优化自洽的基础上静态计算的么？

（2）看vasp文献的时候，大家都会说用了一个什么样的超胞或者包含了多少原子的胞进
          行的计算，但是这篇文献用wien2k计算的时候，没有这方面的信息，而只是论述
          p型掺杂或者n型掺杂，这个不知道你能看出马老师他们计算的时候选择的超胞的大
          小么？因为选择不同的超胞大小对于不同的掺杂浓度，实验上，掺杂浓度对于热电
          材料相关参数的影响是很大的啊。
          作为试验，我选用2*2*2的超胞掺杂（替换其中一个原子），然后计算，这个掺杂
          浓度是不是太高了？

期待各位回复和交流[ Last edited by fzx2008 on 2012-4-8 at 12:53 ]
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从不温柔，从不体贴，从不讲理
1楼2012-04-08 11:31:58
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

gavinliu7390

木虫 (著名写手)

叶落鹰飞

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
fzx2008: 金币+3, 谢谢指教 2012-04-08 21:06:46
信任开花: 金币+5, ★★★很有帮助, 非常感谢 2012-04-09 09:05:29
第一作者已经去美国了。
计算不同的性质需要不同的k点。 如果结构优化，可能较少的k点就可以。热电性质可能需要稠密的k点。
这里的参杂应该用的是刚性带参杂理论，不是用超胞的办法。
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真理是一点点接近的！
4楼2012-04-08 21:04:27
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普通回帖

fzx2008

荣誉版主 (著名写手)

优秀版主优秀版主
期待马老师学生现身说法~
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2楼2012-04-08 12:44:09
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fzx2008

荣誉版主 (著名写手)

优秀版主优秀版主

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+2, 谢谢交流 2012-04-08 16:49:05
信任开花: 金币+10, ★★★★★最佳答案, 感谢fzx2008 版建议和提醒，因为知道你做热电，所以就直接找你帮忙啦，给你带来不便表示歉意，稍后加入热电群，嗯，感谢 2012-04-08 19:58:34
1. transport计算要求非常密的k点！输运分布函数中的group velocity计算的需要，请查看相关公式。那到底需要多密呢？这儿有这样的一个问答：
“ Hou many k-points should I use for a transport calculaion? ”
" This of-course depends on your system, but generally 'a lot'. "
我的理解是需要做收敛测试的，即：增加K点至关心的热电系数收敛。

2. 文章中的Fig3、Fig4横坐标的载流子浓度（空穴、电子）不同于你所述的掺杂浓度。参考其他掺杂的热电计算。

仅供参考~
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3楼2012-04-08 13:33:21
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uuv2010

荣誉版主 (职业作家)

优秀版主
引用回帖:
4楼: Originally posted by gavinliu7390 at 2012-04-08 21:04:27:
第一作者已经去美国了。
计算不同的性质需要不同的k点。 如果结构优化，可能较少的k点就可以。热电性质可能需要稠密的k点。
这里的参杂应该用的是刚性带参杂理论，不是用超胞的办法。

能不能科普一下’刚性带参杂理论‘？谢谢
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5楼2012-04-08 22:33:17
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信任开花

铁杆木虫 (知名作家)
引用回帖:
4楼: Originally posted by gavinliu7390 at 2012-04-08 21:04:27:
第一作者已经去美国了。
计算不同的性质需要不同的k点。 如果结构优化，可能较少的k点就可以。热电性质可能需要稠密的k点。
这里的参杂应该用的是刚性带参杂理论，不是用超胞的办法。

反正是刚性带掺杂，那就是说选用最小的掺杂的胞计算都行的？

这样理解你的回答可对呢
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从不温柔，从不体贴，从不讲理
6楼2012-04-09 09:07:50
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tangosnow

木虫 (小有名气)
wien2k计算时，应该选取的超胞的原子数不多。要不你写信去问问？
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7楼2012-04-09 19:32:56
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goldenfisher

金虫 (著名写手)
我想主要是因为能量对K点的敏感性没有热电性质对K点的敏感性高，这是因为在计算热电性质的时候，需要满足某些求和规则，且要对K点加权求和。所以在能量优化时，k点可以稍微稀疏一些。当然，这要取决于收敛测试，只是二者收敛的对象不一样。
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8楼2012-04-10 10:50:44
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yaogejlu

至尊木虫 (小有名气)
★ ★ ★
uuv2010: 金币+3, 多谢详细指导~ 2012-04-10 23:14:54
对于问题1：
这个过程可以认为是vasp计算中的先优化并测试参数，然后做静态计算。做输运的时候K点一定要密集。因为以电导率张量为例，它与输运分布函数、费米分布函数的积分有关，是倒空间在一定范围内的电子能量分布的集体体现，在计算机内部进行处理的时候是用求和代替积分的，求和的结果要求项数越多则越能够与积分接近。可以参考PRB 80，075117 （2009）相应说明。
关于用多少K点合适Boltatrap说明里面有：
How many k-points should I use for a transport calculation.
This of-course depends on your system, but generally “a lot”. A rule of thumb is that your convergence tests shoul start at 16 × 106/Vpuc, where Vpuc is the volume of the primitive unit cell. Please note that you do not need to redo the full scf cycle with the dense k-mesh.

非常多的k点计算可以是在前面优化自洽的基础上的静态计算。但是这样很费时间，在Wien2k里面先进行小K点自洽计算，实际上这是在求体系的电荷密度。然后利用这个电荷密度直接加大K点算一次能量的分布即可。即求出case.energy(so)的结果。对于VASP而言道理应该也是一样的，但是没有试过。VASP的输运计算可以参考：Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2880–2888。
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9楼2012-04-10 18:17:09
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yaogejlu

至尊木虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★
uuv2010: 金币+5, 介绍的很详细，多谢~ 2012-04-10 23:15:12
对于问题2：
楼主所引用的文献是用刚性带模型计算的，在杂质原子很少的情况下，用本征的材料进行计算。因为在刚性带模型里面假定掺杂不会影响材料的能带分布，只会影响化学势的位置。
对于楼主的体系，可以用本征的材料进行计算，然后进行输运计算。同时也可算一下2*2*2的超胞掺杂（替换其中一个原子）的输运。并将两个结果加以比较。当然要搞清楚2*2*2的超胞掺杂时的化学势是多少。

在PRB 85, 035207 (2012)中有这样一段话：
*First, as seen in Fig. 2, it is important to note that the valence and conduction band of the stoichiometric compound are parabolic. As shown above, both Sn and Zn substitution act in a rigid-band-like fashion. Therefore, for small amounts of substituents, the bands will continue to remain parabolic. Hence, experimentally the transport can be modeled using simple parabolic band expressions to obtain the concentration of charge carriers in the system.
可以参考。
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信任开花
10楼2012-04-10 18:17:51
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