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奧古拉斯無蟲 (小有名氣)
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【原創(chuàng)】晶格優(yōu)化中ISIF取值的探究（六方MgO為例） 已有6人參與
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一、目的：搞清楚用vasp進行晶格優(yōu)化中ISIF值的重要性 二、方法：采用分步優(yōu)化和一次性優(yōu)化兩種方法探究 三、重點參數(shù)說明： ISIF：2－>relax ions?/Y; || change cell shape?/N; || change cell volume?/N 3－>relax ions?/Y; || change cell shape?/Y; || change cell volume?/Y 4－>relax ions?/Y; || change cell shape?/Y; || change cell volume?/N 5－>relax ions?/N; || change cell shape?/Y; || change cell volume?/N 6－>relax ions?/N; || change cell shape?/Y; || change cell volume?/Y 7－>relax ions?/N; || change cell shape?/N; || change cell volume?/Y POSCAR： a 0.0 -1.0 0.0 0.8660254037844 0.5 0.0 0.0 0.0 1.6230529595 2 Direct 0.6666666666666667 0.3333333333333333 0.750 0.3333333333333333 0.6666666666666667 0.250 四、實驗步驟： A、采用分步優(yōu)化法： 算法原理： a.先進行一次馳豫優(yōu)化計算 b.將CONTCAR拷貝成POSCAR c.再進行一次靜態(tài)計算，求出總能和體積，擬合狀態(tài)方程，得出晶格常 數(shù) I、取ISIF=2時：（＃上下對應(yīng)。上行為系列縮放系數(shù)；下行為相應(yīng)的總能；所取CONTAR＆volume為縮放系數(shù)取3.71時的結(jié)構(gòu)情況） 2.91 3.01 3.11 3.21 3.31 3.41 3.51 3.61 3.71 -0.09768706 -2.60381322 -2.62609278 -2.62612787 -2.62612791 -2.60064488 -2.59725747 -2.59725252 -2.597253 volume of cell : 71.78 CONTCAR： 3.710000000000000 0.0000000000000000 -1.0000000000000000 0.0000000000000000 0.8660254037844000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 1.6230529595000000 II、取ISIF＝3時： 2.91 3.01 3.11 3.21 3.31 3.41 3.51 3.61 3.71 -1.47880875 -3.56749270 -3.57829654 -3.57830700 -3.57830701 -3.55534231 -3.55344206 -3.55344601 -3.553446 volume of cell : 43.12 CONTCAR： 3.710000000000000 0.0000000000000000 -0.8480309609621116 0.0000000000000000 0.7344163553888973 0.4240154804810558 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 1.3556928126902820 III、取ISIF＝4時： 2.91 3.01 3.11 3.21 3.31 3.41 3.51 3.61 3.71 -0.24918897 -2.60258815 -2.63108804 -2.63118786 -2.63118806 -2.60762910 -2.60458644 -2.60459724 -2.604597 volume of cell : 71.78 CONTCAR： 3.710000000000000 0.0000000000000001 -1.0553127846071310 0.0000000000000000 0.9139276804085778 0.5276563923035652 0.0000000000000000 0.0000000000000001 0.0000000000000000 1.4573715661012910 IV、取ISIF＝5時： 2.91 3.01 3.11 3.21 3.31 3.41 3.51 3.61 3.71 -0.24918897 -2.60258815 -2.63108804 -2.63118786 -2.63118806 -2.60762910 -2.60458644 -2.60459724 -2.604597 volume of cell : 71.78 CONTCAR： 3.710000000000000 0.0000000000000001 -1.0553127846071310 0.0000000000000000 0.9139276804085778 0.5276563923035652 0.0000000000000000 0.0000000000000001 0.0000000000000000 1.4573715661012910 V、取ISIF＝6時： 2.91 3.01 3.11 3.21 3.31 3.41 3.51 3.61 3.71 -1.47880875 -3.56749270 -3.57829654 -3.57830700 -3.57830701 -3.55534231 -3.55344206 -3.55344601 -3.553446 volume of cell : 43.12 CONTCAR: 3.710000000000000 0.0000000000000000 -0.8480309609621116 0.0000000000000000 0.7344163553888973 0.4240154804810558 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 1.3556928126902820 VI、取ISIF＝7時： 2.91 3.01 3.11 3.21 3.31 3.41 3.51 3.61 3.71 -1.28296288 -3.56234825 -3.57418319 -3.57419641 -3.57419642 -3.55112710 -3.54922372 -3.54922856 -3.549229 volume of cell : 43.07 CONTCAR： 3.710000000000000 0.0000000000000000 -0.8434465875014347 0.0000000000000000 0.7304461715115043 0.4217232937507173 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 1.3689584800243790 B：采用一次優(yōu)化法： 與上面方法不同的是INCAR中取ISIF＝3，取定的實驗縮放系數(shù)a＝3.21，計算的精度選得更高，且僅做一次優(yōu)化。 結(jié)果為： TOTEN = -3.549568 eV volume of cell : 43.12 CONTCAR： Mg-hex 3.210000000000000 0.0000000000000000 -0.9801232359458133 0.0000000000000000 0.8488116211684474 0.4900616179729067 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 1.5669819270266370 2 Direct 0.6666666666666643 0.3333333333333357 0.7500000000000000 0.3333333333333357 0.6666666666666643 0.2500000000000000 結(jié)論： 1、特殊位置的粒子隨晶格形狀的改變而變化，不論允許馳豫與否。 2、不同ISIF的取值對晶格優(yōu)化影響不大，本例中縮放系數(shù)均在3.21~3.31之范圍內(nèi) 3、采用分步優(yōu)化法得出的優(yōu)化晶格比較可靠 |
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zhoudq
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7樓2010-06-09 10:20:46
xirainbow
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2樓2010-06-08 14:47:21
奧古拉斯
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xiaohunhun(金幣+2):謝謝 2010-06-08 23:39:26
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謝謝鼓勵  1. Q: “II、取ISIF＝3”，和“B：采用一次優(yōu)化法” 都是ISIF=3.這兩個有什么區(qū)別呢？ A:“II、取ISIF＝3”，這樣取定ISIF后，會對所有的縮放系數(shù)試探值下的結(jié)構(gòu)全優(yōu)化，也就是在每次優(yōu)化過程中離子可以馳豫，晶格形狀允許改變。這樣就得到了一系列的V～E數(shù)對，然后進行狀態(tài)方程的擬合，從而得到最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)情況；而“B：采用一次優(yōu)化法”，僅僅是取定了實驗上得到的縮放系數(shù)，在這個基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)的全優(yōu)化，而且僅作這一次運算，所得到的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)情況在輸出文件CONTCAR中。 2.Q:，為什么有的volume of cell 是七十多，有的四十多呢? A:看I和II這兩種情況，I是ISIF＝2，II是ISIF＝3，然后你看再前面的ISIF參數(shù)說明，就會知道ISIF＝2在優(yōu)化過程中要保持c/a，以及volume不變，而ISIF＝3則相反；同時我已經(jīng)說明了我列出的volume of cell都是在縮放系數(shù)為3.71時的情況。據(jù)此可以這樣看，ISIF＝2求出的結(jié)構(gòu)是ISIF＝3的初始結(jié)構(gòu)，經(jīng)過可變晶格的優(yōu)化計算，當(dāng)然會得到與初始結(jié)構(gòu)完全不同的結(jié)構(gòu)。 呵呵，希望我解釋清楚了 |
3樓2010-06-08 17:16:19
xirainbow
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小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖交流
xiaohunhun(金幣+2):謝謝 2010-06-08 23:39:36
小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖交流
xiaohunhun(金幣+2):謝謝 2010-06-08 23:39:36
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非常非常感謝您給出如此詳細的說明；） 但是對于第一個小問題，我依然有些疑問：） 既然ISIF都是=3，那么vasp將對所有的原子位置和晶包參數(shù)進行優(yōu)化。 那么A和B中的ISIF=3的時，在相同的輸入結(jié)構(gòu)的前提下，他們的計算過程和結(jié)果有差別么？ 另：2.91 3.01 3.11 3.21 3.31 3.41 3.51 3.61 3.71 以上的這幾個參數(shù)，是您人工指定的，還是vasp在優(yōu)化時，自己產(chǎn)生的中間結(jié)構(gòu)？ 如果是vasp自己產(chǎn)生的，您如何保證A中的ISIF=不同數(shù)值的時候，都取這幾個參數(shù)？ 再：將V～E進行狀態(tài)方程的擬合。vasp有提供這個功能么？還請指教；） [ Last edited by xirainbow on 2010-6-8 at 20:36 ] |
4樓2010-06-08 20:27:41
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