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Gina88

木虫 (正式写手)

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[求助] 压电计算-收集计算方法！

（下面以我计算静水压力P=8GPa时的步骤为例子说明）
一、优化原子坐标及晶格常数
INCAR：
SYSTEM = PbTiO3_p4mm
ENCUT = 800
ISTART = 0
ICHARG = 2
ISMEAR = 0; SIGMA = 0.2
NSW = 60; IBRION = 2
EDIFF = 1E-5
EDIFFG = -1E-2
ISIF = 3
POTIM = 0.2
PREC = High
LWAVE = .FALSE.
LCHARG =.FALSE.

KPOINTS：(后面采用同一个KPOINTS）
Kpoints
0
Monkhorst-pack
11 11 11
0 0 0

POSCAR：
PbTiO3_p4mm 3
1.000000000000000
   3.9020000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000
   0.0000000000000000 3.9020000000000000 0.0000000000000000
   0.0000000000000000 0.0000000000000000 4.1550000000000000
3 1 1
Direct
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.1131297125826391
  0.5000000000000000  0.0000000000000000  0.6196488104654303
  0.0000000000000000  0.5000000000000000  0.6196488104654303
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.5397451459032098
  0.0000000000000000  0.0000000000000000 -0.0047183237261610

POTCAR：LDA （O Ti Pb）（后面采用同一个POTCAR）

结果为：
CONTCAR：
PbTiO3_p4mm 3
1.000000000000000
   3.8646149601818020 0.0000000000000000 0.0000000000000000
   0.0000000000000000 3.8646149601818020 0.0000000000000000
   0.0000000000000000 0.0000000000000000 4.0560945114966480
O Ti Pb
3 1 1
Direct
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.1035077853086349
  0.5000000000000000  0.0000000000000000  0.6148831221823548
  0.0000000000000000  0.5000000000000000  0.6148831221823548
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.5451943700111713
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0089857560060325

二、加静水压并优化原子位置和晶格常数
cp CONTCAR POSCAR
INCAR：
SYSTEM = PbTiO3_p4mm
ENCUT = 800
ISTART = 0
ICHARG = 2
ISMEAR = 0; SIGMA = 0.2
NSW = 60; IBRION = 2
EDIFF = 1E-5
EDIFFG = -1E-2
ISIF = 3
PSTRESS = 80
POTIM = 0.2
PREC = High
LWAVE = .FALSE.
LCHARG =.FALSE.

KPOINTS,POTCAR 同上
结果：
CONTCAR：
PbTiO3_p4mm
1.000000000000000
   3.8347769794747630 0.0000000000000000 0.0000000000000000
   0.0000000000000000 3.8347769794747630 0.0000000000000000
   0.0000000000000000 0.0000000000000000 3.8969610358476200
O Ti Pb
3 1 1
Direct
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.0882145213088690
  0.5000000000000000  0.0000000000000000  0.6050703395668161
  0.0000000000000000  0.5000000000000000  0.6050703395668161
  0.5000000000000000  0.5000000000000000  0.5550015891094247
  0.0000000000000000  0.0000000000000000  0.0340973661386298

三、计算压电常数
先做一次ISIF=2的原子坐标驰豫
INCAR：
SYSTEM = PbTiO3_p4mm
ENCUT = 800
ISTART = 0
ICHARG = 2
ISMEAR = 0; SIGMA = 0.2
NSW = 60; IBRION = 2
EDIFF = 1E-5
EDIFFG = -1E-2
ISIF = 2
PSTRESS = 80
POTIM = 0.2
PREC = High
LWAVE = .FALSE.
LCHARG =.FALSE.
再计算压电常数
CP CONTCAR POSCAR
INCAR：
SYSTEM = PbTiO3_p4mm
ENCUT = 800
LEPSILON=.TRUE.
IBRION= 8
PSTRESS= 80
ISTART = 0
ICHARG = 2
PREC = High
LWAVE = .FALSE.
LCHARG =.FALSE.

KPOINTS，POTCAR同上
结果：
e33 = 7.4546  e15 = 9.88125
文献结果：e33约等于8，  e15约等于50
也就是说e33的值和文献差不多，但e15数值差很大

（另外，我去掉上一个INCAR中的PSTRESS= 80，计算结果一样）
（去掉PREC = High，用ENCUT =1200计算，结果也差不多）
（我改用GGA计算过，结果也没变多少）

各位高手，您看上面的步骤中我有没有用错参数的地方？
回帖：
我觉得你应该用脚小体积的方法加静水压，用PSTRESS给出的结果不是很可靠。用E—V 结果再根据状态方程给出的压力应该比较可靠。弹性常数没算过，应该跟体积关系很密切
回帖：
疑问一、以下我对减小体积加压的理解正确吗（四方相）？
对每一个相，优化得V0后，改变V，手算出a,c（要保持a/c的值不变）；然后做固定体积的优化(ISIF=4)，将优化得到再进行一次静态的总能计算，得到这10来个体积点下的总能。
用EOS拟合出P-V后，对于每一个P，有一个V。这个P就是所加压强。要计算其它性质时，就直接用这个V根据a/c比例不变计算出a和c，然后做固定体积的优化(ISIF=4)得到CONTCAR，用这个CONTCAR 直接变成POSCAR，计算其它性质。
疑问二，有些物质的相，是在加压下才出现，比如PbTiO3在零压下为四方相，加压到9GPa为单斜相，上面的加压法能压出单斜相吗？

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1楼 2013-01-21 15:15:48

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fzx2008: 金币+10, 帖子本身就很详细，有参考价值，辛苦了 2013-01-24 01:08:47

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2楼2013-01-21 16:33:00

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算硬度：

PRL,2003,015502,"Hardness of covalent crystals" 中计算硬度的方法需要计算材料的平均带隙Eg。这一数值远大于第一性原理计算得到的禁带宽度。请问这个数值是如何计算得到的，请给出具体过程，谢谢。

回帖：
第一性原理计算得到的禁带宽度本来就比实验值偏小
方法挺多，加GW修正，或者用杂化密度泛函
google里面搜索GW + band gap,以及hybrid DFT + band gap.很多很多文献
回帖：
带隙偏低的原因在于，基于密度泛函理论的第一性原理方法得到的带隙和实验测得的带隙定义不同；前者忽略了电子间的作用，对于一个有N个电子的体系，其单电子近似的带隙为Eg=E(N,N+1)-E(N,N),而严格的带隙应该是Eg=E(N+1,N+1)-E(N,N)；因此密度泛函方法低估带隙。克服的方法如下几种：准粒子GW方法进行修正；或者采用杂化泛函，用哈特利-福克的自洽场计算，但是这两种方法据说都很耗时间，实际上是设备流，没有好的设备就悲剧了。另外，DFT+U也可以提高带隙，但这中修真仅限于强关联电子，例如f带和d带电子，而且我个人认为有凑数“嫌疑”，因为U的值是和化学环境有关的，某种程度上讲U是一个经验参数。
如果想要准的带隙，可以考虑GW和杂化泛函方法，GW我知道的ABINIT可以实现，PWSCF貌似也可以；ELK里面貌似可以试验杂化泛函方法。
我没用过这两种方法，只是建议，未必对。