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atk:固体dft计算scf参数设置入门 [2019/10/20 16:34] – [实空间密度网格] dong.dong | atk:固体dft计算scf参数设置入门 [2019/10/30 15:59] (当前版本) – [基组/赝势/泛函的推荐设置] dong.dong | ||
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在一般的计算代码里往往只包含平面波或 LCAO 一种基组,**新一代的材料与器件模拟平台 QuantumATK** 则同时包含两种基组,并可以在计算过程中联合使用,应用于各种材料学计算模拟,详见文章末尾介绍和链接。 | 在一般的计算代码里往往只包含平面波或 LCAO 一种基组,**新一代的材料与器件模拟平台 QuantumATK** 则同时包含两种基组,并可以在计算过程中联合使用,应用于各种材料学计算模拟,详见文章末尾介绍和链接。 | ||
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- | **图:**平面波基组和原子轨道基组的计算准确度对比。PlaneWave 能得到比 LCAO 更精确的结果。 | ||
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- | **图:**平面波基组和原子轨道基组的计算性能对比(M、H、U分别对应Medium、High、Ultra基组大小)。从对比可以看出大体系计算时,LCAO 基组有明显的速度优势。 | ||
===== 选择合适的泛函 ===== | ===== 选择合适的泛函 ===== | ||
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* 较老的文章中常常见到使用 FHI 或 HGH 等赝势得到的结果,在较新版本的 QuantumATK 已经包含了效果和性能更加的 SG15 和 PseudoDojo 赝势,建议使用。 | * 较老的文章中常常见到使用 FHI 或 HGH 等赝势得到的结果,在较新版本的 QuantumATK 已经包含了效果和性能更加的 SG15 和 PseudoDojo 赝势,建议使用。 | ||
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- | 图:QuantumATK 中提供的 NC 赝势/ | + | \\ |
=== 参考 === | === 参考 === | ||
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* 对于一般的周期性固体体系或双电极器件体系计算,首选 LCAO 基组计算工具(LCAO Calculator); | * 对于一般的周期性固体体系或双电极器件体系计算,首选 LCAO 基组计算工具(LCAO Calculator); | ||
* 首选 PseudoDojo 势/High 基组或 SG15 势/Medium 基组或 SG15 势/High 基组。 | * 首选 PseudoDojo 势/High 基组或 SG15 势/Medium 基组或 SG15 势/High 基组。 | ||
- | * 增加基组大小到 Ultra 可能大大增加计算量。 | + | * 基组大小增加到 Ultra 可能对多数体系的准确度改进有限,但计算量增加很明显。 |
* 对于周期性体系固体体系,可以选择 PlaneWave 基组计算工具(PlaneWave Calculator); | * 对于周期性体系固体体系,可以选择 PlaneWave 基组计算工具(PlaneWave Calculator); | ||
* 可选 PAW 势/ PsudoDojo 势/SG15 势,并设置合适的基组截断能(Wave Function Cut-off)(应进行收敛性测试); | * 可选 PAW 势/ PsudoDojo 势/SG15 势,并设置合适的基组截断能(Wave Function Cut-off)(应进行收敛性测试); | ||
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- | 图:参数选择(基组方法和泛函/ | + | [{{: |
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- | 图:参数选择之平面波基组 | + | |
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* QuantumATK 能给出比较合适的 k 网格点数或密度,但谨慎起见,应考虑进行收敛性测试(如下图)。 | * QuantumATK 能给出比较合适的 k 网格点数或密度,但谨慎起见,应考虑进行收敛性测试(如下图)。 | ||
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=== 注意 === | === 注意 === | ||
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实空间密度网格(Density Mesh Cutoff)与元素和赝势/ | 实空间密度网格(Density Mesh Cutoff)与元素和赝势/ | ||
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- | === 数值精度设置截图 === | + | |
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=== 参考 === | === 参考 === | ||
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- | 图:Poisson Solver 设置界面 | ||
==== 本征值求解方法 ==== | ==== 本征值求解方法 ==== | ||
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- | 图:本征值求解方法设置界面 | ||
===== 设置自洽循环控制 ===== | ===== 设置自洽循环控制 ===== | ||
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- | 图:控制自洽循环的参数设置界面 | ||
===== 参考 ===== | ===== 参考 ===== | ||
行 167: | 行 161: | ||
QuantumATK 包含了 DFT-LCAO 和 DFT-PlaneWave 两种计算工具,并实现二者的交互使用。内置的模守恒赝势、PAW 势涵盖了元素周期表中全部的元素,并提供众多版本的局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)、metaGGA、SCAN、HSE06 杂化泛函、DFT-1/ | QuantumATK 包含了 DFT-LCAO 和 DFT-PlaneWave 两种计算工具,并实现二者的交互使用。内置的模守恒赝势、PAW 势涵盖了元素周期表中全部的元素,并提供众多版本的局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)、metaGGA、SCAN、HSE06 杂化泛函、DFT-1/ | ||
+ | * [[https:// | ||
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* [[atk: | * [[atk: | ||
- | | + | |
- | * DFT-LCAO计算引擎特性:https:// | + | * 能带、态密度(含投影能带和投影态密度) (含视频演示) |
- | * DFT-PlaneWave计算引擎特性:https:// | + | * 电子密度、电势、ELF (含视频演示) |
+ | * 载流子有效质量(EffectiveMass) | ||
+ | * 载流子迁移率(Mobility) | ||
+ | * 声子能带(PhononBandStructure)和声子态密度(PhononDensityOfStates) | ||
+ | * 光学性质(OpticalSpectrum) | ||
+ | * 计算 AlN 的压电张量 | ||
+ | * 计算固体弹性常数张量 | ||
+ | * 固体电极化 | ||
+ | * 缺陷形成能 | ||
+ | * 使用 QuantumATK | ||
+ | * 使用 IVCharacteristics 工具计算分析器件的电流电压特性(新) | ||
+ | * 器件体系的建模与计算 | ||
+ | * 使用 QuantumATK 研究电子输运 | ||
+ | * 如何弛豫器件体系的几何结构 | ||
+ | * 伏安特性曲线(IV曲线) | ||
+ | * 分子器件模拟 | ||
+ | * 更多计算模拟实例 | ||
+ | * 器件电子输运研究 | ||
+ | * 石墨烯和其他二维材料与器件 | ||
+ | * 碳纳米管体系研究 | ||
+ | * 材料界面体系研究 | ||
+ | * 分子器件体系研究 | ||
+ | * 半导体材料与器件 | ||
+ | * 磁性体系与自旋电子学 | ||
+ | * 动力学模拟(结构优化、晶格动力学、分子动力学) | ||
+ | * 材料学与化学 | ||
- | === 使用QuantumATK DFT 研究材料性质入门教程 === | ||
- | * 链接:[[atk: | ||
- | * 能带、态密度(含投影能带和投影态密度) (含视频演示) | ||
- | * 电子密度、电势、ELF (含视频演示) | ||
- | * 载流子有效质量(EffectiveMass) | ||
- | * 载流子迁移率(Mobility) | ||
- | * 声子能带(PhononBandStructure)和声子态密度(PhononDensityOfStates) | ||
- | * 光学性质(OpticalSpectrum) | ||
- | === 使用QuantumATK DFT 研究器件性质入门教程 === | ||
- | * 链接:[[atk: | ||
- | * 使用IVCharacteristics工具计算分析FET器件的电流电压特性(新) | ||
- | * 器件体系的建模与计算 | ||
- | * 使用QuantumATK研究电子输运 | ||
- | * 如何弛豫器件体系的几何结构 | ||
- | * 伏安特性曲线(IV曲线) | ||
- | * 分子器件模拟 | ||
- | === 更多计算模拟实例 === | ||
- | * 链接:[[atk: | ||
- | * 器件电子输运研究 | ||
- | * 石墨烯和其他二维材料与器件 | ||
- | * 碳纳米管体系研究 | ||
- | * 材料界面体系研究 | ||
- | * 分子器件体系研究 | ||
- | * 半导体材料与器件 | ||
- | * 磁性体系与自旋电子学 | ||
- | * 动力学模拟(结构优化、晶格动力学、分子动力学) | ||
- | * 材料学与化学 | ||