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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 » MS » 用castep计算单斜晶系弹性常数的问题
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lhtlx95

新虫 (小有名气)

[求助] 用castep计算单斜晶系弹性常数的问题已有1人参与

最近利用castep计算某一层状硅酸盐（单斜晶系）的弹性常数，计算过程中遇到一些问题，想请大家指教！
  1、castep中弹性常数的算法是在给定的一系列的应变模式下进行结构优化，而且是只优化原子位置，而不优化晶格常数。然后计算应力，再利用应力应变进行拟合，得到弹性常数。（不知道我理解的对不对，请大家指教）。而对于单斜晶系，晶角beta不是90度，所以计算出的弹性常数应该和坐标系的选择有关系。我测试选择了两种坐标系（在orientation convention里修改），一种是C along Z,A in XZ plane（即Y和AC平面垂直），另一种是A along X,B in XY plane（即Z和AB平面垂直），显然两种坐标系Z方向不同。然后分别进行弹性模量的计算，但我发现在同一应变模式，比如Z方向加应变0.003，两种坐标系下加应变后，晶格长度完全相同！！！
C along Z,A in XZ plane坐标系下elastic constants 21 cpingxingz 6 11.7_cij__3__1.castep文件中的晶格常数：
              Lattice parameters(A)       Cell Angles
                    a =    5.175224          alpha =   91.304789
                    b =    8.993333          beta  =  101.075310
                    c =    9.368014          gamma =   89.792157

A along X,B in XY plane坐标系下elastic constants 21 apingxingx 6 11.7_cij__3__1.castep文件中的晶格常数：
              Lattice parameters(A)       Cell Angles
                    a =    5.175224          alpha =   91.304789
                    b =    8.993333          beta  =  101.075310
                    c =    9.368014          gamma =   89.792157
但我认为在不同坐标系下，都给Z方向加0.003的应变后，晶格常数应该有所不同！所以我怀疑是不是我坐标系设置没有对!
但进一步看，不同坐标系下，都给Z方向加0.003的应变后，计算得到的应力又不相同。
所以很困惑，castep中应变是按照什么原理加的？？？？
    2、计算弹性模量过程中如果截断能选600eV，收敛的比较好！如下：
+-----------+-----------------+-----------------+------------+-----+ <-- BFGS
| Parameter |      value      |    tolerance    |    units   | OK? | <-- BFGS
+-----------+-----------------+-----------------+------------+-----+ <-- BFGS
|  dE/ion   |   1.452405E-008 |   1.000000E-006 |         eV | Yes | <-- BFGS
|  |F|max   |   1.271911E-003 |   2.000000E-003 |       eV/A | Yes | <-- BFGS
|  |dR|max  |   3.237645E-005 |   1.000000E-004 |          A | Yes | <-- BFGS
+-----------+-----------------+-----------------+------------+-----+ <-- BFGS
  
BFGS: Geometry optimization completed successfully.
但如果其他参数不变，只是把截断能提高到1000eV，优化的结果就不收敛，还出现了以下的警告：
BFGS: Warning - looks like this system is as converged as possible.
       Maybe your geometry convergence tolerances are too tight?
  
BFGS: finished iteration    23 with enthalpy= -1.16912502E+004 eV
  
+-----------+-----------------+-----------------+------------+-----+ <-- BFGS
| Parameter |      value      |    tolerance    |    units   | OK? | <-- BFGS
+-----------+-----------------+-----------------+------------+-----+ <-- BFGS
|  dE/ion   |   8.287700E-008 |   1.000000E-006 |         eV | Yes | <-- BFGS
|  |F|max   |   2.499152E-003 |   2.000000E-003 |       eV/A | No  | <-- BFGS
|  |dR|max  |   4.845477E-004 |   1.000000E-004 |          A | No  | <-- BFGS
+-----------+-----------------+-----------------+------------+-----+ <-- BFGS
  
BFGS: Geometry optimization completed successfully.

请问大家这是为什么？好像弹性模量对截断能和K点的要求比较高，为什么提高截断能反而不收敛？
3、我计算的弹性模量结果（先按三斜晶系计算）：
id  i  j       Cij (GPa)
1   1  1     187.87374 +/-   3.438
2   2  2     195.89126 +/-   3.629
3   3  3      62.89919 +/-   3.909
4   4  4      38.06517 +/-   1.711
5   5  5      29.04281 +/-   2.239
6   6  6      77.15969 +/-   0.653
7   1  2      47.91224 +/-   1.692
8   1  3      11.66727 +/-   2.152
9   1  4      -0.98254 +/-   0.958
10   1  5     -32.19545 +/-   1.928
11   1  6      -9.58425 +/-   0.946
12   2  3       6.24273 +/-   1.583
13   2  4       5.91387 +/-   1.170
14   2  5     -13.29736 +/-   2.272
15   2  6       2.85261 +/-   1.039
16   3  4       4.28390 +/-   1.030
17   3  5       5.48421 +/-   2.970
18   3  6      -2.06920 +/-   0.943
19   4  5      -3.76064 +/-   1.397
20   4  6     -10.32344 +/-   0.630
21   5  6      -3.20257 +/-   1.044
后面的偏差和文献比较起来偏大，不知该如何调整？
4、我看到论坛里有虫友说可以用提脚本文件的方法计算弹性模量，不知利用脚本文件和直接计算有什么不同？
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1楼2013-11-11 19:56:38
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lhtlx95

新虫 (小有名气)
没有高手指导吗？请做过弹性模量的虫友给些指导意见，本人不胜感激！！！！
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2楼2013-11-12 10:13:49
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迷途大书童

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
fzx2008: 金币+1, 谢谢回帖！ 2013-11-13 11:18:25
楼主直接看看MS的HELP文件里的教程，对此有详细说明！
SCF、K-points取值很重要！
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天道酬勤
3楼2013-11-13 09:46:41
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迷途大书童

木虫 (正式写手)
fzx2008: 应助指数-1 2013-11-13 11:18:32
还有你说的脚本，应该是用VASP算吧？
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天道酬勤
4楼2013-11-13 09:48:15
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lhtlx95

新虫 (小有名气)
谢谢虫友的回复，帮助中的教程里是有一个计算弹性模量的例子，我也看过了！那个例子中晶胞的晶角都是90度，所以不存在坐标系的问题，而且我计算弹性模量时SCF的参数选取的和例子相似，都是fine，K点和截断能我是参考相关的文献， 还是出现了以上的问题。
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5楼2013-11-13 15:50:37
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pcczhouwei

铁杆木虫 (著名写手)

Wolf
“BFGS: Warning - looks like this system is as converged as possible.
       Maybe your geometry convergence tolerances are too tight?”
楼主，我最近也碰到了这个问题，你之前的这个问题解决了吗？  具体是什么原因啊？
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知與誰同，與狼共舞。
6楼2014-12-23 16:41:46
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jijidede

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

对于楼主的第二个问题：为什么增加截断能会不收敛，我理解的是因为增加截断能对应的计算精度就会增加，就相当于给结构一个更小的偏差标准，所以才会不收敛，我最近在几何优化时也出现了这个问题，想问一下你有没有在不改变精度的情况下解决了这个问题？
     “BFGS: Warning - looks like this system is as converged as possible.
       Maybe your geometry convergence tolerances are too tight?”
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7楼2015-03-20 17:15:33
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yuxian_521

新虫 (初入文坛)
楼主，您好。我看了一下您计算的单斜晶系的弹性常数结果，我发现结果是C15比较大，而C16较小，可以近似为零。那么可以认为C15是独立的弹性常数，C16不是。可是我在看文献的时候发现有些人写的是C16是独立的弹性常数，而C15是零，而有些人则是相反的，我想请问一下哪个是正确的？
还有不同的坐标系算出来的弹性常数数值不同，但是独立的弹性常数还是一样的，是这样么？
谢谢！
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8楼2015-08-05 10:23:10
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