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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) » 有关费米能级的问题
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hexin1982

新虫 (小有名气)

[求助] 有关费米能级的问题 已有2人参与

请问在scf计算中，选择不同的smearing方法是否会导致费米能级相差很大？
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1楼 2015-12-28 20:11:20
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卡开发发

专家顾问 (著名写手)

Ab Initio Amateur
展宽的问题不知道算不算万年梗，应该和afan兄说的一样，做k空间积分的时候出现δ(E-Ei)，如果通过四面体方法可能需要大量的K点体系的能量和力才能够收敛。尤其是力，如果力不收敛，离子步（结构优化）就是不正确的。大概把看到的理论以及VASP手册的东西总结了一下。

实际数值计算通过一个函数来逼近这个δ，一般使用Gauss函数或Fermi-Dirac型的，后者物理意义稍强于前者，但毕竟体系中不同能态k的电子直接有相互作用不是完全独立的粒子，两者引进的电子温度和熵都不是真实的电子温度和熵，只是为了辅助计算而已，所以计算结果应该想办法外推到0K，通常使用的方法就是E(T→0)=E(T>0)+1/2TS。

对于Gaussi展宽刚好符合E(T→0)=E(T>0)+1/2TS，所以能够取稍大的展宽，这种方式因而对不少体系有比较强的普适性；对于FD展宽只能尽可能控制比较低。对于金属体系可以采用MP展宽，这样即便采用稍大的展宽TS项也不会很大因而对能量计算影响不大，需要小心的是该方法对于非金属体系可能会计算出负的占据数。

那么展宽是越大越好吗？当然不是，上述展宽实际上当然都不能设置太大，否则计算出的电子结构是有问题的，计算的结果也就失去意义了。一般来说不同的展宽Ef算出来稍有差异，但不会差异巨大。
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不一定挂在论坛，计算问题问题欢迎留言。
9楼2016-01-20 08:50:41
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anita55

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
liliangfang: 金币+1, 谢谢交流 2016-01-06 20:55:16
呃，今天看的帖子里有，我也不太明白，粘过来，一位虫友写的：

smering 是什么意思
我个人的理解是这样的：由于金属的能带有可能穿越fermi 能级，从而引起总能计算时
的不连续变化（这个我不知道为什么？）。为了避免这种情况，需要引入分数的占据态。在
castep 中0k 下的计算，是将单电子能级采用Gaussian 函数展宽，展开宽度就是smearing
width。然而，由于展宽了单电子能级相当于增加了有限的温度，所以必须修正以得到0k 下
的结果。另外，smearing 的另一个作用是可以增加总能计算的收敛性。
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2楼2015-12-30 15:18:19
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bujiesan

新虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by anita55 at 2015-12-30 15:18:19
呃，今天看的帖子里有，我也不太明白，粘过来，一位虫友写的：

smering 是什么意思
我个人的理解是这样的：由于金属的能带有可能穿越fermi 能级，从而引起总能计算时
的不连续变化（这个我不知道为什么？）。为 ...

那么smearing的值该设为多少呢？

发自小木虫Android客户端
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好好学物理！
3楼2016-01-01 08:35:48
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wwyww

木虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by bujiesan at 2016-01-01 08:35:48
那么smearing的值该设为多少呢？
...

同问
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4楼2016-01-01 14:25:01
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