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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 » 热点前沿问题讨论 » GGA+U计算讨论
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lzn_t

木虫 (小有名气)

[求助] GGA+U计算讨论 已有5人参与

最近使用Castep计算了CdTe半导体，使用含有32个原子的超晶胞。对体系结构优化成功后，先使用GGA(PBE)进行计算，得到带隙宽度为0.579eV。再使用GGA+U计算，得到带隙宽度为0.592eV。
计算的参数设置满足收敛性测试，在+U计算时，对Cd原子d电子加U=2.0eV(默认值)，其他电子不加U。
那么，问题是：1. CdTe的带隙宽度实验值为1.61eV，而这里的计算值远小于实验值，是否是因为计算设置上有不合理之处？
                        2. CdTe中的Cd原子属于过渡族金属，其电子结构为3s2 sp6 3d10 4p6 4d10 5s2，Te的电子结构3s2 sp6 3d10 4p6 4d10 5s2 5p4，+U计算时，体系默认只对Cd原子的d电子+U，其他电子及Te原子的电子不+U。这样是否合理？
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1楼 2014-11-03 09:34:34
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur
★
ljw4010: 金币+1, 多谢指导解答！ 2014-11-03 21:45:56
这种体系不算很大，直接试试HSE06吧。+U并不是所有体系都能够有很好的改善。
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不一定挂在论坛，计算问题问题欢迎留言。
2楼2014-11-03 13:14:52
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fyuewen

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
ljw4010: 金币+1, 谢谢解答！ 2014-11-03 21:45:11
lzn_t: 金币+5, ★★★很有帮助, 谢谢~ 2014-11-04 11:04:59
请尝试u= 4, 6, 8 看是否会出现打开更大energy gap的情况。另外，你得参考下其他人的文献，是否这里的带隙与d带子的库伦能相关。
如果不是，你还需要考虑使用其他的交换关联方法来计算这个体系
包括上面人讲的hybrid的方法，hybrid方法有很多，上面他提到的HSE是比较常用的一种。
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Physicsloveukulele!Aloha!
3楼2014-11-03 15:08:41
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KalaShayminS

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
ljw4010: 金币+1, 谢谢解答！ 2014-11-03 21:45:35
lzn_t: 金币+5, ★★★很有帮助, 谢谢~ 2014-11-04 11:05:13
CdTe是d10组态，+U无法改善带隙。
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4楼2014-11-03 19:35:57
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lzn_t

木虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 一心一意9116 at 2014-11-03 21:31:32
各位同学你们好，我想请教一下你们的收敛性测试是怎么做的！！
还有你几何优化时的Ecut-off 和k point set 是怎么选择的

收敛性测试，主要是对 Ecut 和 K-point 的设置进行测试，这两个值设得越大，计算结果越精确，但是耗费的计算资源也越多。收敛性测试就是寻求一个合理的参数，使计算结果精度与资源耗费两者间取得一个平衡。
具体方法是：建立晶格结构后并进行初步优化后，分别固定Ecut与k-point两者中的一个值(比如Ecut)，然后改变另一个值K-point，进行计算获取对应的Final Energy。再将这些不同k-point下的结果进行比较，一般当误差小于0.1meV/atom时，即可认为计算结果收敛。这时的K-point值即可认为是合理的了。同样可得到Ecut的值。
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6楼2014-11-04 11:21:06
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普通回帖

一心一意9116

银虫 (著名写手)
各位同学你们好，我想请教一下你们的收敛性测试是怎么做的！！
还有你几何优化时的Ecut-off 和k point set 是怎么选择的
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5楼2014-11-03 21:31:32
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一心一意9116

银虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by lzn_t at 2014-11-04 11:21:06
收敛性测试，主要是对 Ecut 和 K-point 的设置进行测试，这两个值设得越大，计算结果越精确，但是耗费的计算资源也越多。收敛性测试就是寻求一个合理的参数，使计算结果精度与资源耗费两者间取得一个平衡。
具体方 ...

那这个Final Energy是 如何计算获得的呢？？
是在初步优化后计算Energy单点能获得的么？？？
如果初步优化失败，后面的工作如何继续下去！！！！
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7楼2014-11-04 12:35:43
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magicmonk

至尊木虫 (著名写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by KalaShayminS at 2014-11-03 19:35:57
CdTe是d10组态，+U无法改善带隙。

为何+U无法改善d10组态CdTe的带隙？
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我们最深的恐惧不是我们能力不够，我们最深的恐惧是能力超越了极限。
8楼2014-11-05 08:28:29
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KalaShayminS

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2014-11-09 19:01:32
引用回帖:
8楼: Originally posted by magicmonk at 2014-11-05 08:28:29
为何+U无法改善d10组态CdTe的带隙？...

+U的直接效果是依据占据数裂分轨道，但这里d电子是全占，U没有直接的效果。
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9楼2014-11-05 14:09:02
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fyuewen

金虫 (正式写手)
★ ★
franch: 金币+2, 鼓励交流。。。呵呵。。 2014-12-29 23:46:08
引用回帖:
4楼: Originally posted by KalaShayminS at 2014-11-03 19:35:57
CdTe是d10组态，+U无法改善带隙。

这个怎么解释？

你是想表达只是因为CdTe是d10, 加U无法概述gap
还是说d10的都不能改善gap。

对于CdTe，我没有算过，不要验证你的回答。
但是如果你是说的第二种意思，我个人是不认同的。U毕竟是描述d电子之间的库伦作用的，但是并没有禁止说d10 +U就没有什么作用了。

On-site correlation of p-electron in d10 semiconductor zinc oxide http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qua.24593/abstract

我在网上也顺便找了一篇最近的文章，好像是天津理工的。这里面就对d10的半导体d，p同时加U了。
我没有仔细看，只是扫视了下文章，我觉得这个文章就是利用LDA+U来修饰能带的。

有不当之处，请斧正！


Fang
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Physicsloveukulele!Aloha!
10楼2014-11-06 11:00:05
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