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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) » pwscf收敛速度，参数调节与赝势
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c_chi

木虫 (正式写手)

[求助] pwscf收敛速度，参数调节与赝势已有4人参与

大家好，我现在使用pwscf一段时间了，也碰到各种问题，有些能够解决，但还有些棘手的问题。
我需要计算MnO2（3个原子），发现scf很难收敛，感觉比siesta和vasp慢，而且有时不容易收敛，会出现很多“ c_bands:  2 eigenvalues not converged”，试过调节'ecutwfc', 'ecutrho', 'nbnd', 'mixing_beta' 等参数，也换过赝势，但是还是不行。所以我有以下一些问题：
1。在pwscf中有哪些参数可以加速scf收敛，大家是如何调节的，调节后对精度有没有影响？对于离子步如何加速收敛？
2. “ c_bands:  2 eigenvalues not converged“是对结果没有太大影响，但是过多也会影响速度，特别是加电荷后这种warnning特别多，是结构造成的还是有什么参数不恰当？
3.如何去选择赝势？大家一般使用官方的PSL还是其他版本，或者是自己生成？对于这种过渡金属氧化物是选择pbe还是pw91合适
4.还有个问题，就是我如果想监控算AIMD过程中的电荷密度，大家有什么便捷的方法吗？
在此谢谢各位了！！

我的参数如下：
&control
    calculation='relax',
    restart_mode='from_scratch',
    pseudo_dir = './',
    outdir= './',
    prefix='MnO2',
    tprnfor = .true.
    tstress = .true.
    etot_conv_thr = 1.0D-6,    !Default: 1.0D-4  (a.u)
    forc_conv_thr = 1.0D-4,    !Default: 1.0D-3  (a.u)
    nstep = 100,  !number of ionic + electronic steps
    verbosity = 'high'
/
&system
    ibrav = 4,   a=2.75,  c=18,
    nat = 3, ntyp=2,
    ecutwfc = 30,  
    ecutwfc = 300,                        
    occupations='smearing',      
    smearing='mp', degauss=0.03,  
    nspin=1,                                      
/
&electrons
    electron_maxstep=100,
    diagonalization = 'david'   
    mixing_mode     = 'plain'   
    mixing_beta     = 0.7,
    conv_thr        = 1.D-6,
/
&ions
    ion_dynamics = 'bfgs'
    pot_extrapolation = 'second_order'
    wfc_extrapolation = 'second_order'
/
ATOMIC_SPECIES
Mn   54.938  Mn.pbe-sp-van_mit.UPF
O    15.999  O.pbe-n-rrkjus_psl.1.0.0.UPF
ATOMIC_POSITIONS {crystal}     
Mn 0.00000   0.00000   0.57292     
O  0.66679   0.33353   0.51863  
O  0.33321   0.66647   0.62720   
K_POINTS {automatic}
8 8 1 0 0 0
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1楼2014-05-29 15:14:35
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c_chi

木虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by c_chi at 2014-06-03 14:56:30
谢谢你的指点哈，我这里还有几点疑问
1. 我觉得在做结构优化的时候可以不加磁性，然后在算能量和其他性质的时候再加磁性参数，这样计算量会小一些
2. 我是用psl生成的赝势，有两种kjpaw和rrkjus，应该是分别对应 ...

我感觉修改后的参数速度还是慢的惊人，三个原子一个scf的时间：
total cpu time spent up to now is     3297.9 secs
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10楼2014-06-03 16:01:33
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普通回帖

c_chi

木虫 (正式写手)
这些问题还是没有解决，不知道有没没有了解的，谢谢各位赐教一下！！
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2楼2014-06-03 09:58:24
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1244464635

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
c_chi: 金币+10, ★★★很有帮助 2014-06-03 14:56:42
引用回帖:
2楼: Originally posted by c_chi at 2014-06-03 09:58:24
这些问题还是没有解决，不知道有没没有了解的，谢谢各位赐教一下！！

1.MnO2应该是有磁性的，你的input中nspin=1明显不合理，应设置为nspin=2；
2.我自己的经验，过渡金属氧化物选择pbe赝势较好；
3.etot_conv_thr和forc_conv_thr用default值即可吧，没必要加高精度；
4.我不太清楚你这算的是slab还是bulk，如果算的是slab，那么设置mixing_mode = 'local-TF'比较好，如果算的是bulk，那么k-points一般用k×k×k；
5. 在relax的前几个scf可以使electron_maxstep大一些，我一般设为400；
6.可以尝试给Mn加上U，使其3d电子局域化；
7.你的最后一个问题，我真的不懂。
以上是我的一些个人看法，仅供参考，你有什么想法大家继续讨论。我也是用pwscf的，也算过一些Mn掺杂催化剂，应该有一些可以讨论的东西。
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3楼2014-06-03 11:37:35
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gongjijun

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
c_chi: 金币+2 2014-06-03 15:06:27
a=2.75?
你确定吗？这个可是不是以A为单位的！！
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4楼2014-06-03 12:59:09
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c_chi

木虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by gongjijun at 2014-06-03 12:59:09
a=2.75?
你确定吗？这个可是不是以A为单位的！！

应该celldm(1)默认是bohr为单位，a默认是ang为单位
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5楼2014-06-03 13:27:58
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gongjijun

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

ibrav = 4,   a=2.75,  c=18,

三个原子的mno，这个参数你确定对头吗？
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6楼2014-06-03 13:30:32
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c_chi

木虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by gongjijun at 2014-06-03 13:30:32
ibrav = 4,   a=2.75,  c=18,

三个原子的mno，这个参数你确定对头吗？

是对的，我用的是2D片层的MnO2
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7楼2014-06-03 14:14:44
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c_chi

木虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 1244464635 at 2014-06-03 11:37:35
1.MnO2应该是有磁性的，你的input中nspin=1明显不合理，应设置为nspin=2；
2.我自己的经验，过渡金属氧化物选择pbe赝势较好；
3.etot_conv_thr和forc_conv_thr用default值即可吧，没必要加高精度；
4.我不太清楚 ...

谢谢你的指点哈，我这里还有几点疑问
1. 我觉得在做结构优化的时候可以不加磁性，然后在算能量和其他性质的时候再加磁性参数，这样计算量会小一些
2. 我是用psl生成的赝势，有两种kjpaw和rrkjus，应该是分别对应PAW和超软赝势，用的时候PAW赝势报错用不了，超软赝势有比较慢，而且出现很多c_band的警告，很难对角化，不知道你是如何选择的。另外，我生成的Mn的pbe赝势只有PAW赝势，没有超软的，不知道是不是生成出错了。关于赝势最后一点，可不可以通过混合使用赝势在保证一定精度的情况下来提高速度，如果可以，一般有什么规律？
3. 确实我的精度高了点，用默认的对角化不了的情况少了很多。不过感觉计算速度比siesta和VASP慢一些，可能是siesta是LCAO的方法，而VASP有比较成熟的PAW势
4. 我算的是slab，那么mixing_mode的选择是不是不会影响到最后的精度，只是和计算收敛速度关系比较大？
5. 在relax里面可以分段设置scf最大步数吗？还是直接将electron_maxstep设置大一点。我看到有的帖子说，scf会在100步内收敛，如果收敛不了一般就是参数有问题
6. 加U应该对结构和能量的影响比较小，在算帯隙的时候用的比较多，我是不是一般可以不加考虑
7.那你有用过pwscf做第一原理分子动力学吗？相对VASP和siesta，速度和准确度你觉得怎么样。不知道是不是参数的问题，我试过几个原子的小体系还是蛮快的，一旦大了起来就受不了了。也可能因为AIMD本来就一个好计算量大的工作，看来还是得优化一下参数
8. mixing_beta和degauss还有没有调节的可能去提高速度，我试了下感觉不明显，但是我在siesta里面减小类似的参数感觉收敛速度明显提高
9.除了我上面的一些参数，你一般还会调节其他哪些参数
问题多了些哈。。。对于pwscf我觉得功能是蛮强大，就是赝势的问题和没有向其他软件一样有比较系统的说明文档，只有参数说明，这有点头疼。
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8楼2014-06-03 14:56:30
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c_chi

木虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 1244464635 at 2014-06-03 11:37:35
1.MnO2应该是有磁性的，你的input中nspin=1明显不合理，应设置为nspin=2；
2.我自己的经验，过渡金属氧化物选择pbe赝势较好；
3.etot_conv_thr和forc_conv_thr用default值即可吧，没必要加高精度；
4.我不太清楚 ...

问一下，你有没有做过电催化？
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9楼2014-06-03 15:05:31
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