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BAND使用高精度数值基、Slater基组,因此精度非常高,但效率较低。声子谱的计算量较大,因此首先推荐使用ATK软件进行计算,参考:硅的声子能带结构、声子振动模式分析、声子性质、热输运和热电性质
BAND的泛函很丰富,不过这里我们使用PBE泛函。BAND的基组比ADF同级别基组精度更高(因为不仅使用了同级Slater基组,还插入了数值基),因此本例使用DZP基组就足够了。冻心不影响振动性质,因此使用Frozen core: Large。BAND会自动根据用户精度需求设置对应的k点密度,此处用了Numerical quality: Normal。并自动根据晶体的对称性,设置计算声子谱的k空间路径。参数设置如下图所示:
ADF LOGO > Spectra打开谱图窗口,点击菜单栏Spectra > Phonon Spectrum,显示声子谱:
图中有三个窗口:左边的窗口显示的是k空间,及其高对称点在k空间的位置;中间窗口显示的是沿着这些高对称点的声子谱函数,下方path显示的是声子谱的k点路径(注意字母G代表高对称点Γ),也就是声子谱的横坐标;右边显示点是声子态密度。
ADF LOGO > Output打开输出文件的文本内容,拖动窗口滚轮到如下位置:
Thermo Dynamic Properties Zero-point Energy (hartree) 0.00201090 Zero-point Energy (eV) 0.05471934 ============================================================================================================================= Temperature(K) Internal energy(Hartree) Entropy(kB) Free Energy(Hartree) Specific Heat(kB) 0.000000E+00 0.201090E-02 0.000000E+00 0.201090E-02 0.000000E+00 0.100100E+01 0.201090E-02 0.337519E-05 0.201090E-02 0.985892E-05 0.200200E+01 0.201090E-02 0.260062E-04 0.201090E-02 0.773127E-04 0.300300E+01 0.201090E-02 0.875821E-04 0.201090E-02 0.264355E-03 0.400400E+01 0.201090E-02 0.209777E-03 0.201090E-02 0.640734E-03 0.500501E+01 0.201090E-02 0.416076E-03 0.201090E-02 0.128316E-02 0.600601E+01 0.201091E-02 0.731796E-03 0.201090E-02 0.227610E-02 0.700701E+01 0.201092E-02 0.118422E-02 0.201089E-02 0.371292E-02 0.800801E+01 0.201093E-02 0.180297E-02 0.201089E-02 0.570038E-02 0.900901E+01 0.201096E-02 0.262095E-02 0.201088E-02 0.836678E-02 0.100100E+02 0.201099E-02 0.367569E-02 0.201087E-02 0.118708E-01 0.110110E+02 0.201103E-02 0.501078E-02 0.201086E-02 0.164069E-01 0.120120E+02 0.201109E-02 0.667685E-02 0.201084E-02 0.222029E-01 0.130130E+02 0.201117E-02 0.873166E-02 0.201081E-02 0.295115E-01 0.140140E+02 0.201128E-02 0.112394E-01 0.201078E-02 0.385964E-01 0.150150E+02 0.201142E-02 0.142691E-01 0.201074E-02 0.497173E-01 0.160160E+02 0.201160E-02 0.178926E-01 0.201069E-02 0.631162E-01 0.170170E+02 0.201182E-02 0.221828E-01 0.201063E-02 0.790069E-01 省略…………
显示从0K到1000K的热力学性质。
用户也可以通过修改*.run文件中的关键词,修改温度范围:
PhononConfig SuperCell 2 0 0 0 2 0 0 0 2 SubEnd MinTempKelvin 298 MaxTempKelvin 398 NumTemperatures 101 End
其中,
MinTempKelvin 298 MaxTempKelvin 398 NumTemperatures 101
设定温度范围为298K-398K,每1K的热力学都要计算,因此要计算101种温度。
其他更详细的设置,包括超胞、步长、对称性等,参考:https://www.scm.com/doc/BAND/Input/Phonons.html?highlight=phonon