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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 » 使用CASTEP进行结构优化的问题
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冰凌sunshine

金虫 (小有名气)

[求助] 使用CASTEP进行结构优化的问题 已有3人参与

使用CASTEP进行结构优化时晶格常数变化很大， 角度变化也很大：                                                                                                                                                                                                    优化前 Lattice parameters(A)       Cell Angles
                    a =    4.781883          alpha =   66.678640
                    b =    7.036924          beta  =   76.993240
                    c =    8.357365          gamma =   72.064240

                    Current cell volume =  243.978270       A**3
优化后Lattice parameters(A)       Cell Angles
                    a =    5.207659          alpha =   92.046954
                    b =    7.338148          beta  =   61.546498
                    c =   10.794881          gamma =   90.795210

                Current cell volume =  362.457074 A**3


进而结果和文献上的值相差很大。但是优化前晶格的一些性质比如原子间的距离键角和文献上的是很接近的，这是为什么？求解答
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1楼 2014-06-03 11:33:33
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冰凌sunshine

金虫 (小有名气)
送红花一朵
引用回帖:
14楼: Originally posted by purplesdd at 2014-06-04 11:15:45
你能把你初始结构和优化后的结构贴出来吗？这样大家也好看看怎么个情况...

谢谢你们！！优化前：   ************************************ Title             ************************************
CASTEP calculation from Materials Studio

***************************** General Parameters ******************************
  
output verbosity                               : normal  (1)
write checkpoint data to                       : 3D_Atomistic.check
type of calculation                            : geometry optimization
stress calculation                             : on
density difference calculation                 : off
electron localisation func (ELF) calculation   : off
unlimited duration calculation
timing information                             : on
memory usage estimate                          : on
write final potential to formatted file        : off
write final density to formatted file          : off
  
output         length unit                     : A
output           mass unit                     : amu
output           time unit                     : ps
output         charge unit                     : e
output         energy unit                     : eV
output          force unit                     : eV/A
output       velocity unit                     : A/ps
output       pressure unit                     : GPa
output     inv_length unit                     : 1/A
output      frequency unit                     : cm-1
output force constant unit                     : eV/A**2
output         volume unit                     : A**3
output   IR intensity unit                     : (D/A)**2/amu
output         dipole unit                     : D
output         efield unit                     : eV/A/e
  
wavefunctions paging                           : all
random number generator seed                   : randomised (165706886)
data distribution                              : optimal for this architecture
optimization strategy                          : minimize memory(---)

*********************** Exchange-Correlation Parameters ***********************
  
using functional                               : Perdew Wang (1991)
Divergence correction                          : off

************************* Pseudopotential Parameters **************************
  
pseudopotential representation                 : reciprocal space
<beta|phi> representation                      : reciprocal space

**************************** Basis Set Parameters *****************************
  
basis set accuracy                             : FINE
plane wave basis set cut-off                   :   340.0000   eV
size of standard grid                          :     2.0000
finite basis set correction                    : automatic
number of sample energies                      :          5
           sample  spacing                      :     5.0000   eV

**************************** Electronic Parameters ****************************
  
number of  electrons                           :  139.0   
net charge of system                           :  0.000   
net spin   of system                           :  1.000   
number of  up  spins                           :  70.00   
number of down spins                           :  69.00   
treating system as spin-polarized
number of bands                                :         85

********************* Electronic Minimization Parameters **********************
  
Method: Treating system as metallic with density mixing treatment of electrons,
         and number of  SD  steps               :          1
         and number of  CG  steps               :          4
  
total energy / atom convergence tol.           : 0.1000E-05   eV
eigen-energy convergence tolerance             : 0.2706E-06   eV
max force / atom convergence tol.              : ignored
convergence tolerance window                   :          3   cycles
max. number of SCF cycles                      :        100
number of fixed-spin iterations                :          6
smearing scheme                                : Gaussian
smearing width                                 : 0.1000       eV
Fermi energy convergence tolerance             : 0.2706E-07   eV

************************** Density Mixing Parameters **************************
  
density-mixing scheme                          : Pulay
max. length of mixing history                  :         20
charge density mixing amplitude                : 0.5000   
   spin density mixing amplitude                :  2.000   
charge density mixing g-vector                 :  1.500       1/A
   spin density mixing g-vector                 :  1.500       1/A

********************** Geometry Optimization Parameters ***********************
  
optimization method                            : BFGS
variable cell method                           : fixed basis quality
max. number of steps                           :        500
estimated bulk modulus                         :  200.0       GPa
estimated <frequency>                          :  1668.       cm-1
line minimiser tolerance                       :     0.4000
  with spin fully able to relax for all steps
total energy convergence tolerance             : 0.1000E-04   eV/atom
        max ionic |force| tolerance             : 0.3000E-01   eV/A
max ionic |displacement| tolerance             : 0.1000E-02   A
   max |stress component| tolerance             : 0.5000E-01   GPa
convergence tolerance window                   :          2   steps
backup results every                           :          5   steps

*******************************************************************************
  

                           -------------------------------
                                      Unit Cell
                           -------------------------------
        Real Lattice(A)                      Reciprocal Lattice(1/A)
   4.5176738   1.1396214   1.0762393        1.3908010   0.0000000   0.0000000
   0.0000000   6.4619993   2.7858329       -0.2452781   0.9723284   0.0000000
   0.0000000   0.0000000   8.3573650       -0.0973430  -0.3241146   0.7518142

                       Lattice parameters(A)       Cell Angles
                    a =    4.781883          alpha =   66.678640
                    b =    7.036924          beta  =   76.993240
                    c =    8.357365          gamma =   72.064240

                       Current cell volume =  243.978270       A**3

                           -------------------------------
                                     Cell Contents
                           -------------------------------
                         Total number of ioins in cell =   23
                      Total number of species in cell =    4
                        Max number of any one species =   14

            xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
            x  Element    Atom        Fractional coordinates of atoms  x
            x            Number           u          v          w      x
            x----------------------------------------------------------x
            x  H            1         0.124995   0.654135   0.678406   x
            x  H            2        -0.124995  -0.654135  -0.678406   x
            x  O            1         0.678114   0.666810   0.519290   x
            x  O            2         0.818015   0.940711   0.638980   x
            x  O            3         0.290215   0.512311   0.749980   x
            x  O            4         0.698915   0.590711   0.840290   x
            x  O            5         0.778314   0.824010   0.967490   x
            x  O            6         0.171815   0.722911   0.252290   x
            x  O            7         0.314716   0.946611   0.809780   x
            x  O            8        -0.678114  -0.666810  -0.519290   x
            x  O            9        -0.818015  -0.940711  -0.638980   x
            x  O           10        -0.290215  -0.512311  -0.749980   x
            x  O           11        -0.698915  -0.590711  -0.840290   x
            x  O           12        -0.778314  -0.824010  -0.967490   x
            x  O           13        -0.171815  -0.722911  -0.252290   x
            x  O           14        -0.314716  -0.946611  -0.809780   x
            x  P            1         0.629670   0.509160   0.701550   x
            x  P            2         0.644980   0.845860   0.812050   x
            x  P            3        -0.629670  -0.509160  -0.701550   x
            x  P            4        -0.644980  -0.845860  -0.812050   x
            x  Cu           1         0.942940   0.847630   0.428820   x
            x  Cu           2        -0.942940  -0.847630  -0.428820   x
            x  Cu           3         0.000000   0.000000   0.000000   x
            xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
优化后：

BFGS: Geometry optimization completed successfully.

================================================================================
BFGS: Final Configuration:
================================================================================

                           -------------------------------
                                      Unit Cell
                           -------------------------------
        Real Lattice(A)              Reciprocal Lattice(1/A)
   4.8628672   0.1091174   1.8601961        1.3485515   0.1981479  -0.1592644
  -0.8627821   7.1199124   1.5526988       -0.0992991   0.8243837   0.2112270
   1.5897076  -2.4700554  10.3875458       -0.2266550  -0.1587106   0.6018242

                       Lattice parameters(A)       Cell Angles
                    a =    5.207659          alpha =   92.046954
                    b =    7.338148          beta  =   61.546498
                    c =   10.794881          gamma =   90.795210

                Current cell volume =  362.457074 A**3

                           -------------------------------
                                     Cell Contents
                           -------------------------------

            xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
            x  Element    Atom        Fractional coordinates of atoms  x
            x            Number           u          v          w      x
            x----------------------------------------------------------x
            x  H            1         0.178099   0.601230   0.790481   x
            x  H            2        -0.178099  -0.601230  -0.790481   x
            x  O            1         0.703735   0.616176   0.562024   x
            x  O            2         0.876053   0.961725   0.632215   x
            x  O            3         0.309489   0.510337   0.795276   x
            x  O            4         0.750925   0.686516   0.779310   x
            x  O            5         0.822567   0.984350   0.876562   x
            x  O            6         0.214207   0.637897   0.301461   x
            x  O            7         0.375657   0.934179   0.838802   x
            x  O            8        -0.703735  -0.616176  -0.562024   x
            x  O            9        -0.876053  -0.961725  -0.632215   x
            x  O           10        -0.309489  -0.510337  -0.795276   x
            x  O           11        -0.750925  -0.686516  -0.779310   x
            x  O           12        -0.822567  -0.984350  -0.876562   x
            x  O           13        -0.214207  -0.637897  -0.301461   x
            x  O           14        -0.375657  -0.934179  -0.838802   x
            x  P            1         0.644422   0.538462   0.700399   x
            x  P            2         0.694542   0.906620   0.790080   x
            x  P            3        -0.644422  -0.538462  -0.700399   x
            x  P            4        -0.694542  -0.906620  -0.790080   x
            x  Cu           1         0.981062   0.800779   0.459353   x
            x  Cu           2        -0.981062  -0.800779  -0.459353   x
            x  Cu           3         0.000000   0.000000   0.000000   x
            xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx


BFGS: Final Enthalpy     = -1.09255616E+004 eV
BFGS: Final <frequency>  =    2900.44535 cm-1
BFGS: Final bulk modulus =      56.21119 GPa
  
  **********************************************************
  *** There were at least     1 warnings during this run ***
  *** => please check the whole of this file carefully!  ***
  **********************************************************

************************** Symmetrised Forces ***************************
*                                                                       *
*                      Cartesian components (eV/A)                      *
* --------------------------------------------------------------------- *
*              x                    y                    z              *
*                                                                       *
* H    1     -0.00050             -0.01148              0.00180         *
* H    2      0.00050              0.01148             -0.00180         *
* O    1      0.00012              0.01839              0.00870         *
* O    2     -0.01725              0.00910             -0.00484         *
* O    3     -0.01501             -0.00795             -0.00614         *
* O    4     -0.01787              0.01807             -0.01037         *
* O    5      0.00146              0.00413             -0.01255         *
* O    6     -0.00102              0.01756              0.00348         *
* O    7      0.01823              0.01379             -0.01883         *
* O    8     -0.00012             -0.01839             -0.00870         *
* O    9      0.01725             -0.00910              0.00484         *
* O   10      0.01501              0.00795              0.00614         *
* O   11      0.01787             -0.01807              0.01037         *
* O   12     -0.00146             -0.00413              0.01255         *
* O   13      0.00102             -0.01756             -0.00348         *
* O   14     -0.01823             -0.01379              0.01883         *
* P    1      0.00062              0.00289              0.01325         *
* P    2      0.00147             -0.01078             -0.00455         *
* P    3     -0.00062             -0.00289             -0.01325         *
* P    4     -0.00147              0.01078              0.00455         *
* Cu   1     -0.00140             -0.00114             -0.00020         *
* Cu   2      0.00140              0.00114              0.00020         *
* Cu   3      0.00000              0.00000              0.00000         *
*                                                                       *
*************************************************************************

*********** Symmetrised Stress Tensor ***********
*                                               *
*          Cartesian components (GPa)           *
* --------------------------------------------- *
*             x             y             z     *
*                                               *
*  x     -0.005825      0.000274     -0.011420  *
*  y      0.000274     -0.008051     -0.003654  *
*  z     -0.011420     -0.003654     -0.013136  *
*                                               *
*  Pressure:    0.0090                          *
*                                               *
*************************************************
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18楼2014-06-04 16:59:54
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purplesdd

金虫 (正式写手)
是不是晶体优化前后对称性变了，空间群也变了？
我的也出现过这种情况
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最好的禅语是：该吃饭的时候好好吃饭，该睡觉的时候好好睡觉。
2楼2014-06-03 11:47:23
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冰凌sunshine

金虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by purplesdd at 2014-06-03 11:47:23
是不是晶体优化前后对称性变了，空间群也变了？
我的也出现过这种情况

空间群没有变啊  对称性怎么看谢谢
赞一下(1人) 回复此楼
3楼2014-06-03 15:17:59
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甲斐之虎

银虫 (正式写手)
我没用过castep，但是我想，会不会和类似vasp中ISIF一类的参数有关？即是否优化晶格常数，原子坐标，和是否允许改变空间点群？
赞一下 回复此楼
别人笑我太疯颠，我笑他人看不穿。不见五陵豪杰墓，无花无酒锄作田。
4楼2014-06-03 18:32:19
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