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adf:geooptunderpressure

在一定外压强下的晶体结构优化

DFT计算一般而言普适性较强,因此本文教程以简单的Si单晶为例,但也适合于其他体系。

参数设置

因为这类结构优化,需要优化晶格常数,因此选用的泛函位LibXC,

点击Geometry Optimization后面的详细设置按钮,对结构优化进行详细设置,勾选“优化晶格常数”的选项,并在底部设置外部压强;如果是外部应力的情况,则在External Stress Tensor中按照格式输入应力即可。鼠标放置在该选项中不动,则会提示该选项的数值格式。注意外加压强的单位,是可以更改的,当前是GPa。

设置前面说的LibXC泛函,具体使用哪种,这里我们使用了PBE。

保存,并运行作业。

结果查看

判断是否收敛?

SCM - Logfile可以查看计算概要,其中类似如下内容,是判断是否收敛的内容:

<Dec13-2020> <15:05:22>  energy change                      -0.41751619     0.00002000    F
<Dec13-2020> <15:05:22>  max stress energy / atom            0.00515894     0.00050000    F
<Dec13-2020> <15:05:22>  constrained gradient max            0.00000000     0.00100000    T
<Dec13-2020> <15:05:22>  constrained gradient rms            0.00000000     0.00066667    T
<Dec13-2020> <15:05:22>  gradient max                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:05:22>  gradient rms                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:05:22>  cart. step max                      0.00039967     0.01000000    T
<Dec13-2020> <15:05:22>  cart. step rms                      0.00028864     0.00666667    T

其中

  • energy change,是能量变化量,当前值是-0.41751619,而收敛阈值为0.00002000,因此当前能量尚未收敛,因此后面字母F表示“该收敛条件不满足”。
  • 最重要的是第二、三个收敛条件,max stress energy / atom,这是关于原子手里是否收敛。
  • 第三个收敛条件是constrained gradient max最大能量梯度是否收敛。
  • 上述信息会在优化过程中,随着结构的变化而多次出现。最后达到6个T,就完全收敛了。
  • 有时候也可以自行判断,比如虽然没有达到软件设置的严苛标准,但是自己认为梯度最大值比较合理了,例如达到0.001了,也可以中断计算,采纳该结果。但是用户自己要非常清楚原因。

收敛后,6个T:

<Dec13-2020> <15:26:06>  current energy                               -0.41752304 Hartree
<Dec13-2020> <15:26:06>  energy change                       0.00000046     0.00002000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  max stress energy / atom            0.00027473     0.00050000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  constrained gradient max            0.00000000     0.00100000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  constrained gradient rms            0.00000000     0.00066667    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  gradient max                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:26:06>  gradient rms                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:26:06>  cart. step max                      0.00013245     0.01000000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  cart. step rms                      0.00009565     0.00666667    T

优化后结构的查看与使用

如果优化收敛了,或者我们认为结构已经可用了,中断了计算,那么SCM - Movie,最后一帧,即为优化好的结构。Movie窗口右侧显示能量的变化以及最大梯度、梯度均值的变化情况,以及原子受力的优化情况:

将Movie拖到最后一帧,Ctrl A全选,在其他AMSinput窗口Ctrl v粘贴即成功导入该优化好的结构,可以用于后续的能带、态密度、形成能等等计算了。这里我们得到了10GPa下,Si单晶的晶体结构。

adf/geooptunderpressure.txt · 最后更改: 2020/12/13 15:50 由 liu.jun

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