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conperint

金虫 (正式写手)

[求助] 用VASP-DFPT+phonopy计算石墨烯声子谱求助

本人用VASP-DFPT+phonopy计算声子谱,下图是我计算得到的石墨烯的声子谱
用VASP-DFPT+phonopy计算石墨烯声子谱求助

下图是一篇PRB文章里给出的石墨烯的声子谱(PHYSICAL REVIEW B 77, 125401 2008)
用VASP-DFPT+phonopy计算石墨烯声子谱求助-1

两个图形状差不多,也都有一点虚频(很小)。但是仔细观察可以发现,PRB文章算出的声子谱在Gamma点的频率为1586cm-1,而我算出的值为1300cm-1,其他点频率值也都不一样。我不清楚是什么原因,还请高手指导一下。(我测试了一下phonopy给的NaCl的例子,没有问题,会不会是计算二维材料声子谱跟块体材料声子谱的计算有不一样的地方呢?)

我在这里把我算声子谱的过程贴出来给大家分享一下:
(1)优化石墨烯晶格,我用的GGA-PBE,能量判据为10-4eV,力收敛到0.01eV/A。优化得到石墨烯晶格常数为2.4673A。这一步应该没有问题。

(2)按照phonopy给的提示,扩胞,我扩了4*4的胞,a,b方向长度都接近10A,总共32个C原子。利用该超胞计算力常数。K点设定6*6*1。计算力常数的INCAR文件贴出来如下:
SYSTEM = graphene
PREC = Accurate
ISTART = 0
ICHARG = 2
LREAL = .FALSE.
LWAVE = .FALSE.
LCHARG = .FALSE.

ENCUT = 550
EDIFF = 1.0E-8
GGA = PE
NELM = 60
NELMIN = 4

NSW = 1
IBRION = 8
ISIF = 2
POTIM = 0.2
ISMEAR = 0 !Gaussian
SIGMA = 0.02
IALGO = 38
ADDGRID = .TRUE.

(3)计算完力常数以后,根据phonopy里给出的提示,运行命令:phonopy --fc vasprun.xml,得到文件FORCE_CONSTANTS。

(4)运行命令:phonopy --dim="4 4 1" -c POSCAR-unitcell band.conf 得到band.yaml文件,然后采用phonopy提供的scirpts程序bandplot得到数据,导入origin画声子谱

band.conf文件设置如下:
ATOM_NAME = C
DIM = 4 4 1
PRIMITIVE_AXIS = 0.25 0.0 0.0 0.0 0.25 0.0 0.0 0.0 1.0
BAND = 0.0 0.0 0.0 0.08333333 0.08333333 0.0 0.125 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
BAND_POINTS = 200
FORCE_CONSTANTS = READ
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conperint

金虫 (正式写手)

引用回帖:
17楼: Originally posted by conperint at 2015-03-23 17:04:33
我把我算graphene的POSCAR贴出来给大家看看
POSCAR-unitcell如下:

graphene
   1.00
     2.4673063800000000    0.0000000000000000    0.0000000000000000
    -1.2336531900000000    2.136750000000000 ...

扩胞不同,对应band.conf里的设置也有所不同,例如2*2超胞与4*4超胞对应的band.conf是不一样的。4*4的如下
ATOM_NAME = C
DIM = 4 4 1
PRIMITIVE_AXIS = 0.25 0.0 0.0 0.0 0.25 0.0 0.0 0.0 1.0
BAND = 0.0 0.0 0.0 0.08333333 0.08333333 0.0 0.125 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
BAND_POINTS = 200
FORCE_CONSTANTS = READ

2*2的应该如下
ATOM_NAME = C
DIM = 2 2 1
PRIMITIVE_AXIS = 0.5 0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 1.0
BAND = 0.0 0.0 0.0 0.16666667 0166666667 0.0 0.25 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
BAND_POINTS = 200
FORCE_CONSTANTS = READ

PRIMITIVE_AXIS与BAND这两个参数都有不同。可以这样看,4*0.25=2*0.5=1倍石墨烯单胞晶格常数,所以PRIMITIVE_AXIS这个参数有区别。另外DIM里的数据乘以BAND的坐标应该得到石墨烯单胞的高对称点坐标。所以4*0.0833333=2*0.1666667=0.333333,如你所知,(0.333333,0.333333,0.0)是graphene单胞K点坐标。同理,4*0.125=2*0.25,(0.5,0.0,0.0)是graphene单胞的M点坐标。

以上解释我没法给出确切的物理解释,起到一个方便大家记忆的作用吧
18楼2015-03-23 17:08:48
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conperint

金虫 (正式写手)

引用回帖:
27楼: Originally posted by 国花1989 at 2017-03-24 10:00:17
大神,您好!这是2015年的帖子,想必计算石墨烯的声子普现在对你来说易如反掌了吧!我想请教一个问题,望回复。
我的计算采用VASP+DFPT+phonopy(IBRION=8然后用phonopy处理)
超胞用的6*6*1,K点为9*9*1
这是我的 ...

你好,我觉得你算的声子谱没有问题。(1)二维材料的声子谱计算跟三维体系是类似的;(2)这里的自由度跟维度是两个概念,含有N个原子的体系,其振动模有3N支,对于石墨烯,自由度应该为6。但是这六个自由度里有等价的,所以间并后不等价自由度为2。
29楼2017-04-19 04:17:59
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conperint

金虫 (正式写手)

引用回帖:
28楼: Originally posted by 追枫少年 at 2017-04-18 17:10:19
请问楼主,计算完声子谱之后是如何判断声学波和光学波,ZA TA LA 等如何甄别,望给予指点,或提示相关书籍,谢谢

最下面三支是声学波,其余的为光学波。关于ZA,TA和LA的甄别,请参考:
http://www.iue.tuwien.ac.at/phd/pourfath/node21.html
30楼2017-04-19 04:19:42
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