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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 » 黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决
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yeahgyz

铜虫 (初入文坛)

[求助] 黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决已有1人参与

小弟按照文献所述参数对黄铜矿进行了几何结构的优化，但是却一直不能收敛是怎么回事，而且算得的晶胞常数与实验值相差超过了2%，甚至达到了4%或5%，是什么地方出现了问题吗？下面吧具体模拟过程及文献提供给各位大神分析，谢谢！

文献中的设置如下：黄铜矿，理想黄铜矿的晶胞参数为：a=b=5.289 Å，c=10.423 Å，α=β=γ=90°。采用GG-PBE梯度修正函数，在进行几何优化时，选取合适的截断能和k点，收敛标准为：原子位移为0.005 Å，原子间作用力为0.01 eV/nm，原子间的内应力为0.2 GPa，体系总能量的变化不大于5.0×10-4 eV/atom。
截断能和k点选择过程及数据如图一和图二：

我按照245计算，计算到98步进行不下去了，受不了就停止了。
手头上有一个270ev的数据，收敛过程如图三图四，设置参数如图五图六。

另外我算了E点为310，350和400的，k点位5x5x2，很快收敛，但是优化后的晶胞常数误差超过2%，最大的达到4%，应该是不能用的。
请问1.为什么我按照文献设置不能收敛？
       2.为什么提高E点可以收敛，但是晶胞常数误差过大？是不是K点设置问题，还是 其他问题？

谢谢指教！

黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决
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黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决-1
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黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决-2
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黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决-3
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黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决-4
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黄铜矿几何结构优化 按照文献参数不能收敛，且晶胞常数误差过大如何解决-5
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1楼2014-07-18 22:39:57
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huxiao.gl

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
截断能至少350~400eV才合理. 300eV以下算出来的结果基本没有意义。
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yeahgyz
good luck
2楼2014-07-19 02:48:21
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yeahgyz

铜虫 (初入文坛)
送红花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by huxiao.gl at 2014-07-19 02:48:21
截断能至少350~400eV才合理. 300eV以下算出来的结果基本没有意义。

我看黄铜矿文献上取的245，还有一篇取的是280。如果提高截短能，晶胞常数会不会更趋于实验值，误差更小些？别人为什么截短能200多就能收敛，我的不能呢？

[ 发自小木虫客户端 ]
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3楼2014-07-19 09:01:42
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur
测试过程建议采用结构单点，一旦确定参数，做结构优化，并在优化结构的单点做参数的检验，这样可以节约时间。最后确定截断能和k不是随便设定一个，而是由测试确定，如果很小的截断能能够满足测试条件，直接使用也无妨（当然我觉得不太可能）。如果测试不能达到标准，或是标准较低，导致的结果就是计算“力”及“应力”会产生偏差，导致结构优化失败。除了这两个参数，空带数目是否充分也很重要。

原则上来说，截断能和k越充分结果是越好的，但是由于DFT的特性，于是不见得是这样。对于某些结构，PBEsol也许比PBE好得多。
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不一定挂在论坛，计算问题问题欢迎留言。
4楼2014-07-19 09:55:00
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huxiao.gl

木虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by yeahgyz at 2014-07-19 09:01:42
我看黄铜矿文献上取的245，还有一篇取的是280。如果提高截短能，晶胞常数会不会更趋于实验值，误差更小些？别人为什么截短能200多就能收敛，我的不能呢？
...

245即使与实验值吻合，也是巧合，没有意义的。
不用把时间浪费在这个问题上了。
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5楼2014-07-19 16:42:34
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yeahgyz

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 卡开发发 at 2014-07-19 09:55:00
测试过程建议采用结构单点，一旦确定参数，做结构优化，并在优化结构的单点做参数的检验，这样可以节约时间。最后确定截断能和k不是随便设定一个，而是由测试确定，如果很小的截断能能够满足测试条件，直接使用也无 ...

请问采用结构单点测试是什么意思，该如何操作呢？

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6楼2014-07-19 16:55:59
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yeahgyz

铜虫 (初入文坛)
引用回帖:
5楼: Originally posted by huxiao.gl at 2014-07-19 16:42:34
245即使与实验值吻合，也是巧合，没有意义的。
不用把时间浪费在这个问题上了。...

我后来提高了截断能，提高到fine，k点仍是5×5×2，能够较快收敛，但是晶格参数仍然误差很大，该怎么解决？为什么我做出的晶格参数误差这么大呢，将收敛条件调低行不行？如果调低应该调整哪个（我算的不收敛过程中都是第一个和第四个条件提示为NO，二三提示YES）？会有怎样影响呢？谢谢！

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7楼2014-07-19 17:01:39
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huxiao.gl

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

个人觉得，误差2%~4%不算太大。DFT本来就有误差。
你将截断能增加到600eV，K点增到10*10*4再试试。
对于简单晶体的优化，不需要降低收敛阀值。
如果参数设对了，fine也是很容易收敛的。
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8楼2014-07-19 20:53:54
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur
引用回帖:
6楼: Originally posted by yeahgyz at 2014-07-19 16:55:59
请问采用结构单点测试是什么意思，该如何操作呢？
...

只计算能量而不解析导数优化结构，即单点能（single point）。

能不能吻合实验在于XC functional和pseudopotential的选取，怎么选取不妨参考不少测试的文献。据我（经验）所知，一些离子型的结构PBEsol稍微好些，不过均匀结构（如纯金属）往往LDA就能给出好的结果，这些往往在一些泛函性能评估的文献能够查到。重点看后续工作要做什么，目前没有一种泛函能够保证任何性质都和实验吻合。另外我了解到的情况是含Cu的晶格常数似乎经常不准确，也许和关联效应有关（这点目前我不确定）。

测试过程并不是一味增加。事实上，楼上的结论正确，2%的偏差不算大。如我前面所说，如果泛函的性能不合适，提升精度反倒是会产生偏离，粗略的精度恰好更接近实验也只是巧合，这种准确对理论计算其实没啥意义。
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不一定挂在论坛，计算问题问题欢迎留言。
9楼2014-07-19 23:05:18
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vip北极

新虫 (小有名气)
楼主最后计算怎么样了？有没有获得较好的结果？
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10楼2016-06-01 22:06:46
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