第八节-强关联体系+U计算---华算科技

二〇一八年十月深圳华算科技有限公司零基础，快速搞定VASP计算入门目录1234VASP软件介绍VASP软件输入输出5表面吸附计算态密度计算弹性常数计算能带结构计算强关联体系+U计算磁性体系计算杂化泛函计算678910通过超算平台使用VASP第八节强关联体系+U计算课程QQ群1：905304436课程QQ群2：472263494客服QQ：20729352第八节强关联体系+U计算8thPartCe8cO4cO：[He]2s22p4Ce：[Xe]4f15d16s2O：-2Ce：+4CeO2具有f层电子电子局域性+U（on-site）8thPart第八节强关联体系+U计算对于弱关联体系，DFT-LDA近似就能很好的描述材料的电子特性。而对于含有d层尤其是f层电子的体系，电子--电子库伦互作用导致的局域电子占据态会强烈影响体系的能级分布。电子间的库伦交互作用不可忽略——强关联体系。LDA总能考虑了电子库伦交换作用的HubbardU项什么是强关联电子体系？强关联体系的处理——引入HubbardU模型8thPart第八节强关联体系+U计算⚫对U值做一系列测试，求得与实验值较为接近的结果⚫研究较为成熟的体系，参考文献值U值由以下三个参数控制，LDAUL，LDAUU，LDAUJLDAUL——对具体的p-/d-/f-轨道加ULDAUU——电子库伦相互作用项（on-siteCoulombinteraction）LDAUJ——电子交换相互作用项（on-siteexchangeinteraction）（U-J——有效U值）U值怎么确定？VASP计算中，采用LDA+U模型8thPart第八节强关联体系+U计算+U参数具体介绍LDAU=.TRUE.（控制计算中是否考虑在位库伦校正相）LDAUTYPE=2（+U的类型，1|2|4；2-默认值Dudarev’sapproach；U-J具有实际物理意义）LDAUL=-13（控制具体的原子轨道上加U；-1：不加U；1-p轨道；2-d轨道；3-f轨道）LDAUU=05.5（O不加U，Ce的f轨道上+U，U值由LDAUU-LDAUJ确定）LDAUJ=00.5LMAXMIX=6（对+U体系，设置线性混合参数，f轨道设为6）1.CeO2晶胞优化Tools→InfomaticA→Search选择需要的结构，右键→View搜索条件：CeO2化学式搜索8thPart8thPart1.CeO2晶胞优化SYSTEM=CeO2ISTART=0ICHARG=2PREC=NormalLREAL=.F.IBRION=2ISIF=3NSW=100POTIM=0.5EDIFFG=-0.05ENCUT=400eVALGO=FastISPIN=2！CeO2有spin电子VOSKOWN=1NELM=100EDIFF=0.1E-04LCHARG=.F.LWAVE=.FISMEAR=0SIGMA=0.2+U部分参数设置LDAU=.TRUE.LDAUTYPE=2LDAUL=-13LDAUU=05.5LDAUJ=00.5（打开+U设置）（默认值，U值由U-J确定）（-1：不加U；1-p轨道；2-d轨道；3-f轨道）（O不加U，Ce的f轨道上+U，U值取5（U-J））LMAXMIX=6（对+U体系，设置线性混合参数，针对f轨道，取6）8thPart1.CeO2晶胞优化POSCARCeO21.00.000000102.703000052.703000002.703000050.000000052.703000002.703000052.703000000.0000000021Direct0.250000000.250000000.250000000.750000000.750000000.750000000.000000000.000000000.00000000POTCAR（略）KPOINTSmeshauto0G4440008thPart2.CeO2电子自洽计算电子自洽计算流程：1）新建scf的文件夹cp–rceo2-optceo2-scf2）将CONTCAR复制成POSCARcpCONTCARPOSCAR3）修改INCARLWAVE=.T.ISMEAR=0SIGMA=0.2+U部分参数设置LDAU=.TRUE.LDAUTYPE=2LDAUL=-13LDAUU=05.5LDAUJ=00.5LMAXMIX=6scf-INCARSYSTEM=CeO2ISTART=0ICHARG=2PREC=NormalLREAL=.F.IBRION=-1ISIF=2NSW=0POTIM=0.5EDIFFG=-0.05ENCUT=400eVALGO=FastISPIN=2！CeO2有spin电子VOSKOWN=1NELM=200EDIFF=0.1E-04LCHARG=.T.8thPart2.CeO2电子自洽计算查看输出文件：EIGENVAL，记住能带数（18）viEIGENVAL体系名称、个数、结构信息电子数、k点数、band数每个K点空间位置及权重此k点处所有能带对应的能量8thPart3.CeO2非自洽计算非自洽计算流程:1）创建dos文件夹（在scf文件夹基础上修改输入文件）：cp–rceo2-scfceo2-dos2）将分析dos的脚本文件复制到ceo2-dos文件夹中：cpsplit_dossi-dos3）修改INCAR8thPart3.CeO2非自洽计算SYSTEM=CeO2ISTART=1PREC=NormalLREAL=.F.IBRION=-1ISIF=2NSW=0POTIM=0.5EDIFFG=-0.05ENCUT=400eVALGO=FastISPIN=2！CeO2有spin电子VOSKOWN=1NELM=200EDIFF=0.1E-04LCHARG=.T.LWAVE=.T.ISMEAR=-5SIGMA=0.2dos-INCARLDAU=.TRUE.LDAUTYPE=2LDAUL=-13LDAUU=05.5LDAUJ=00.5LMAXMIX=6NBANDS=18LORBIT=10（将分波态密度输出到DOSCAR）ICHARG=11（读取前一步计算完的CHGCAR）EMIN=-35EMAX=15NEDOS=10008thPart3.CeO2非自洽计算查看输出文件：DOSCAR能量DOSintegrated前边6行与EIGENVAL中的含义相同8thPart3.CeO2非自洽计算处理数据——分割态密度采用脚本分割DOS：split_dos确认自己在si-dos文件夹赋予split_dos可执行权限chmod+xsplit_dos运行split_dos脚本./split_dos文件夹中则产生DOS0、DOS1、DOS2、DOS3等4个文件，其中DOS0为TDOS（总态密度），DOS1-DOS3分别为两个O和Ce原子的态密度8thPart4.数据处理保存计算结果文件通过xftp将DOS0回传至本地画图分析采用origin软件直接打开DOS0或其他DOS，bandgap约为2.71eV8thPart4.数据处理数据对比a：CeO2a：CeO2（+U）a：CeO2，计算DOS未加U，得到bandgap约为1.87eV；b：CeO2计算DOS加U，得到bandgap约为2.71eV实验值：CeO2bandgap2.9eV谢谢您的收看2018深圳华算科技有限公司做计算找华算HUASUAN