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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 » Siesta&Smeagol&Atk » SIESTA计算能级不准怎么解决
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xiaoyacaiwei

银虫 (初入文坛)

[求助] SIESTA计算能级不准怎么解决

我用SIESTA计算分子吸附在半导体上时，得到的能级结构不正确，本来的能级结构应该是分子的LUMO轨道在半导体导带上面的，但是实际计算得到的LUMO轨道在半导体导带下方，分子的gap比实际偏小，有什么方法能够解决这一问题？我计算的时候采用的是DZ的基组和PBE的赝势。用SIESTA得到的PDOS图见下面，还有一张应该是实际的PDOS图。
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纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行
1楼2012-05-28 10:11:44
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

lemonare

新虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2012-05-30 09:09:29
k空间网格也会有影响，你的计算只计算了gama点，把网格打密点试试看，态密度应该会有变化，仅供参考
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xiaoyacaiwei
每一天都是一个成长的过程！
5楼2012-05-29 16:31:49
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xhzha

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+2, 谢谢交流 2012-05-30 09:09:37
基于DFT理论的siesta想算准带隙是不太可能的事的，dft理论忽略自能相互作用，肯定会低估带隙，相比于实验值。我不知道你这里面第二张准确的图是由什么得到的，实验结果还是？对于Ti元素是不是可以考虑加U修正看看。siesta对于mushcutoff 和 ForceTolerence影响比较大。还有你用的是周期性结构，应该考虑K点网格，半导体至少得4x4（二维结构）吧
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xiaoyacaiwei
6楼2012-05-29 17:21:26
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普通回帖

franch

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+2, 谢谢交流 2012-05-30 09:09:17
本来的能级结构应该是分子的LUMO轨道在半导体导带上面的   你确定？

再给出具体点的内容吧


有时候，结构不合理，或者没优化成功也会出现这情况的。
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遇弱则弱
2楼2012-05-28 12:17:42
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xiaoyacaiwei

银虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by franch at 2012-05-28 12:17:42
本来的能级结构应该是分子的LUMO轨道在半导体导带上面的   你确定？

再给出具体点的内容吧


有时候，结构不合理，或者没优化成功也会出现这情况的。

想我想模拟的体系是染料敏化太阳能电池体系，即染料分子媳妇在TiO2半导体上，正确的能级结构应该是分子的LUMO轨道位于半导体导带底上方，这样在染料分子吸收光子被激发到激发态后（一般是LUMO轨道），分子就可以将电子注入到半导体的导带上。而我用SIESTA得到的结果却是分子LUMO在半导体CB下面，这样电子的注入将很困难。之前的结构优化也都是没有问题的，我的ForceTolerance设的是0.03 eV/Ang.
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纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行
3楼2012-05-29 09:12:24
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xiaoyacaiwei

银虫 (初入文坛)
这是我算PDOS时候的输入文件：
SystemName             qdY1     # Descriptive name of the system
SystemLabel            qdY1          # Short name for naming files

WriteSiestaDim         false        # If true: writes dimensions and stops
WriteMullikenPop       0            # to write population analysis

NumberOfSpecies        5            # Number of species

NumberOfAtoms          94          # Number of atoms

PAO.BasisType          split        # Type of PAO basis set
PAO.EnergyShift        50 meV
PAO.BasisSize          DZP          # (DZP) Double-z + polarization

LatticeConstant      30.0 Ang
%block LatticeVectors
   1.00000        0.0000        0.0000
   0.00000        1.0000        0.0000
   0.00000        0.0000        1.0000
%endblock LatticeVectors

%block  Chemical_Species_label
       1 22  Ti
       2  8   O
       3  6   C
       4  7   N
       5  1   H
%endblock Chemical_Species_label

#KgridCutoff      6. Ang
MeshCutoff           150. Ry        # Mesh cutoff. real space mesh (Ry)

# SCF options
MaxSCFIterations      200            # Maximum number of SCF iter

DM.MixingWeight       0.04           # New DM amount for next SCF cycle
DM.Tolerance          1.d-4         # Tolerance in maximum difference
                                    # between input and output DM
DM.NumberPulay         3
DM.UseSaveDM           T            # to use continuation files
MD.USeSaveXV           T

NeglNonOverlapInt     false         # Neglect non-overlap interactions

SolutionMethod        diagon        # OrderN or Diagon
ElectronicTemperature 6 K           # Temp. for Fermi smearing (Ry)

XC.Functional GGA
XC.Authors  PBE

MD.TypeOfRun         CG
MD.NumCGsteps        0
#MD.LengthTimeStep        0.02419  fs
#MD.InitialTemperature  350 K
#MD.FinalTimeStep    1
MD.MaxCGDispl          0.2 Bohr     # Maximum atomic displacement
                                    #   in one CG step (Bohr)
MD.MaxForceTol         0.03 eV/Ang  # Tolerance in the maximum
                                    #   atomic force (Ry/Bohr)
%block ProjectedDensityofStates
  -8.50 -1.50 0.01 701 eV
%endblock ProjectedDensityofStates


AtomicCoordinatesFormat  NotScaledCartesianAng   # Format for coordinates

%block AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies
6.88037                5.74507                5.75708                1        Ti
5.99245                8.90509                6.08123                1        Ti
9.60757                6.44728                5.23427                1        Ti
8.67872                9.83188                5.51177                1        Ti
8.33412                5.86444                8.85244                1        Ti
7.42555                9.01265                9.15774                1        Ti
5.39057                4.86509                8.36725                1        Ti
4.40285                8.34621                8.73015                1        Ti
6.00700                7.26535                5.32489                2        O
6.87892                10.15344        5.11081                2        O
5.76532                4.58878                6.59881                2        O
10.82339        6.32127                6.65198                2        O
4.48236                9.12260                7.06728                2        O
9.67623                10.33454        6.99165                2        O
8.98063                8.11242                5.11294                2        O
8.21787                5.35137                4.61175                2        O
7.95742                7.39168                9.69962                2        O
8.69460                10.21249        9.54347                2        O
6.97668                4.71136                9.23315                2        O
5.69162                9.19582                9.67599                2        O
4.84902                6.59441                8.55580                2        O
10.70908        8.30078                8.75522                2        O
2.81318                8.55844                9.51743                2        O
4.18433                3.68605                8.93960                2        O
10.05469        5.48292                9.12601                2        O
8.09891                6.18732                7.05103                2        O
7.30700                8.88484                7.33803                2        O
12.28803        7.15401                5.53098                1        Ti
18.31987        8.79374                5.76179                1        Ti
11.34363        10.57538        5.81577                1        Ti
17.36135        12.28761        6.08830                1        Ti
15.28924        8.15806                5.28969                1        Ti
14.43479        11.32806        5.54582                1        Ti
14.03095        7.42007                8.88446                1        Ti
13.07838        10.77941        9.15368                1        Ti
11.37986        6.65250                8.54779                1        Ti
16.71743        8.30466                8.39709                1        Ti
10.40117        10.06053        8.83363                1        Ti
15.81524        11.46160        8.66233                1        Ti
19.92925        8.61388                5.00950                2        O
17.85378        10.54533        5.92928                2        O
11.96756        8.91585                5.57523                2        O
18.61864        13.41470        5.52032                2        O
12.70827        11.70291        5.25018                2        O
15.39837        8.27989                7.12591                2        O
14.63009        11.00686        7.34805                2        O
14.01617        6.98055                4.86402                2        O
14.80529        9.78514                4.72504                2        O
11.12391        6.52110                4.24204                2        O
17.03058        7.93774                4.81438                2        O
9.95771                10.71067        4.59092                2        O
15.79697        12.46971        5.17562                2        O
13.72896        9.12902                9.31022                2        O
14.45975        11.89660        9.76779                2        O
12.73946        6.54897                9.79590                2        O
11.55330        10.71477        10.12288         2        O
15.80862        7.09412                9.38191                2        O
16.69757        9.95390                9.12810                2        O
13.01770        6.92997                7.39617                2        O
18.23023        8.04703                7.42591                2        O
11.90733        10.86744        7.70691                2        O
16.96256        12.60588        7.83663                2        O
4.04204                3.19317                9.76749                5        H
2.46323                9.31219                10.02761         5        H
20.35134        7.86887                4.54494                5        H
19.02427        13.57979        4.64975                5        H
8.85618                7.32105                15.79357         3        C
9.446561        6.123431        16.31722        3        C
9.662841        5.929041        17.68344        3        C
9.303081        6.928291        18.64534        3        C
8.705501        8.133781        18.13470        3        C
8.493361        8.312891        16.76249        3        C
8.617471        7.550651        14.37437        3        C
8.835551        7.016001        12.87606        3        C
8.207811        7.979471        11.97783        3        C
9.119061        5.698491        12.22714        3        C
10.11118        5.495361        20.49610        3        C
9.148881        7.780421        20.94068        3        C
9.521471        6.735471        19.99987        4        N
7.695961        8.808121        11.29652        4        N
8.832781        5.494461        11.04674        2        O
10.26344        4.901501        12.35296        2        O
10.46082        4.808381        11.22136        5        H
9.744721        5.311371        15.63344        5        H
10.11742        4.976301        18.00644        5        H
8.395601        8.933161        18.82956        5        H
8.018411        9.256731        16.42304        5        H
8.150491        8.521061        14.10329        5        H
10.22972        5.558351        21.59954        5        H
9.463631        4.611331        20.26937        5        H
11.11929        5.303101        20.05314        5        H
9.385651        7.454441        21.97478        5        H
9.709261        8.730061        20.74898        5        H
8.055821        8.011551        20.89634        5        H
%endblock  AtomicCoordinatesAndAtomicSpecies
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纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行
4楼2012-05-29 09:13:26
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xiaoyacaiwei

银虫 (初入文坛)
送鲜花一朵
引用回帖:
6楼: Originally posted by xhzha at 2012-05-29 17:21:26
基于DFT理论的siesta想算准带隙是不太可能的事的，dft理论忽略自能相互作用，肯定会低估带隙，相比于实验值。我不知道你这里面第二张准确的图是由什么得到的，实验结果还是？对于Ti元素是不是可以考虑加U修正看看。 ...

我这里没有用周期性条件，三维都是有真空层的。并且我在计算之前分别对不同的mushcutoff进行取值然后比较计算结果，证明150 Ry是够用的，至于你说的Ti元素加U我还没有尝试过，非常感谢。
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纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行
7楼2012-05-30 08:43:24
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xiaoyacaiwei

银虫 (初入文坛)
送鲜花一朵
引用回帖:
5楼: Originally posted by lemonare at 2012-05-29 16:31:49
k空间网格也会有影响，你的计算只计算了gama点，把网格打密点试试看，态密度应该会有变化，仅供参考

嗯，谢谢~~
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纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行
8楼2012-05-30 08:43:47
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wybdut

铁虫 (初入文坛)
小弟也是SIESTA算DSSC的，
请问您那个学校的啊
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苦逼人
9楼2013-04-01 09:16:06
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zhangjinmt

新虫 (初入文坛)
楼主，你的问题解决了吗？
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10楼2014-08-19 16:42:45
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