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[求助]
LDA+U,為什么要加U，作用是什么？
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關(guān)于LDA+U，查過說處理d或f電子時的方法，為什么要加U呢，還是沒弄明白，U起的作用？ 謝謝 |
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韓D小希: 回帖置頂 2012-02-25 08:10:51
uuv2010(金幣+3): 多謝詳細解答 2012-02-25 08:42:44
uuv2010(金幣+3): 多謝詳細解答 2012-02-25 08:42:44
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1.U 的物理本質(zhì)是什么？ 2.加U 最早是為處理何種體系而引入的？ 3.為何要加U ? 4. 對哪些體系需要加U ? 5. 如何確定加U 值的大小？ 6加U 帶來的典型后果是什么？ 7.加U 的方法會有哪些局限性 我試著回答一下，1，U值描述屏蔽庫倫排斥能的大小，U主要是為了準確描述電子間強的庫倫排斥引進的，傳統(tǒng)的DFT沒有考慮。2，沒有細看方法類文獻，不清楚，但是知道典型的研究材料是NiO和UO2。 3，參1。4，一般在研究鑭系和錒系化合物時要對4f或者5f點子加U，對含d電子的過渡金屬化合物中和O,N等成鍵的金屬元素d電子加U。5，一般采用和實驗電子能譜對比的方法確定U值，參（PRB81,045119），俺的文章，歡迎拍磚  。6，加U以后一般會使得電子能譜更局域化，峰值變平緩（此為加U計算的缺陷），DFT得到金屬性，加U會變成Mott絕緣體，更好的計算能隙，原子和電子結(jié)構(gòu)，磁性穩(wěn)定性等。7，加U方法依賴參數(shù)和實驗，各種材料需要測試U值，不能提前確定U值，所以從根本上講，此方法有很大的局限性，比較機械，但是它近幾年也算是風光了。最近比較熱門的方法是LDA+DMFT。正在挑戰(zhàn)加U方法的領(lǐng)軍地位。先說到這，慢慢交流。  |
11樓2012-02-25 00:29:11
韓D小希: 回帖置頂 2012-02-23 11:29:59
uuv2010(金幣+2): 多謝分享！ 2012-02-24 10:23:20
uuv2010(金幣+2): 多謝分享！ 2012-02-24 10:23:20
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您好，謝謝您的回答，我在網(wǎng)上找個些資料，大致理解如下，您幫我看下有哪些地方有出入的，謝謝 對于一般的體系，電子間的作用不像d、f電子那樣強烈，所以在涉及其交換關(guān)聯(lián)能時，只需要考慮一項，即電子在不同原子間跳躍的動量項，這也就是傳統(tǒng)的LDA或GGA近似；但是對于過渡金屬之類的電子作用十分強的體系，利用傳統(tǒng)的算法得到的結(jié)果不夠精準，于是Hubbard model 出現(xiàn)了，它除了考慮前面說過的動量項之外顧忌了兩個電子在一個軌道或不同軌道間的相互作用，這項就是U，也就是電子間的庫侖排斥項；對于U值得確定，我查到有幾種方法： 1.計算，即分別計算所需離子 得到和失去一個電子能量，然后利用下面的式子得到U； 2.憑查找文獻（個人覺得這種方法不容易，萬一是難找到的體系怎么辦） 3.憑測試，多試幾個U ，但是評判的標準是什么呢，是算出的帶隙和實驗值一樣么，還有人說是是要看加U后d電子的能級與實驗值d電子的能級是否對應 ？哪一種后者怎么做呢 以上是個人的一點理解，希望您能指導一下，十分感謝。 |
7樓2012-02-23 11:29:21
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fzx2008: 金幣+2, 專家考核, 謝謝指教 2012-03-17 21:25:49
fzx2008: 金幣+2, 專家考核, 謝謝指教 2012-03-17 21:25:49
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其實很早的一篇經(jīng)典的RPB論文就已經(jīng)討論了LDA+U了，其中涉及到了U的物理含義，確定方法。17樓的答案已經(jīng)很好了，我就順便再給出文章來吧，這篇文章是從作者的PhD畢業(yè)論文中汲取精華寫成的，篇幅很長，論述很詳細，后來作者好像去了MIT，再后來就不清楚了，咱不是狗仔隊的…… 本文基于PWscf計算結(jié)果，可廣泛應用于Abinit和VASP，未見CASTEP的報道，估計跟本人不怎么關(guān)心CASTEP有關(guān)，不太清楚是否也可用于FPLAPW方法，這個就歡迎大家補充了。不管如何，該文章是使用線性響應確定U值的鼻祖級的了，不是說以前沒有，而是沒有這么完善的：Phy Rev B, 71, 035105 (2005) |
20樓2012-03-17 20:28:14
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韓D小希(金幣+3): ★有幫助 謝謝 2012-02-24 16:09:30
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4樓2012-02-22 21:48:21
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您好，謝謝您的回答，我在網(wǎng)上找個些資料，大致理解如下，您幫我看下有哪些地方有出入的，謝謝 對于一般的體系，電子間的作用不像d、f電子那樣強烈，所以在涉及其交換關(guān)聯(lián)能時，只需要考慮一項，即電子在不同原子間跳躍的動量項，這也就是傳統(tǒng)的LDA或GGA近似；但是對于過渡金屬之類的電子作用十分強的體系，利用傳統(tǒng)的算法得到的結(jié)果不夠精準，于是Hubbard model 出現(xiàn)了，它除了考慮前面說過的動量項之外顧忌了兩個電子在一個軌道或不同軌道間的相互作用，這項就是U，也就是電子間的庫侖排斥項；對于U值得確定，我查到有幾種方法： 1.計算，即分別計算所需離子 得到和失去一個電子能量，然后利用下面的式子得到U； 2.憑查找文獻（個人覺得這種方法不容易，萬一是難找到的體系怎么辦） 3.憑測試，多試幾個U ，但是評判的標準是什么呢，是算出的帶隙和實驗值一樣么，還有人說是是要看加U后d電子的能級與實驗值d電子的能級是否對應 ？哪一種后者怎么做呢 以上是個人的一點理解，希望您能指導一下，十分感謝。 |
9樓2012-02-23 11:32:05
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WDD880227(金幣+1): 感謝交流 2012-02-23 20:10:40
韓D小希(金幣+2): ★有幫助 謝謝 2012-02-24 16:10:24
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我來嘗試解答一下（詳細請參照Hubbard 模型）： U的物理本質(zhì)：兩個電子占據(jù)統(tǒng)一軌道需要克服庫倫排斥能，導致能量增加，稱為Hubbard能U。 加U是為了處理中強關(guān)聯(lián)體系，例如在Mott絕緣體中，通常的能帶理論不考慮電子電子相互作用，而在中強關(guān)聯(lián)體系通必須考慮。但在考慮如分數(shù)量子Hall效應，以及超導現(xiàn)象等強關(guān)聯(lián)體系時，加U也失去作用，因此DFT不能計算超導材料。 3、4問在以上能找到答案，就不廢話了。 我的感覺是加U的大小是根據(jù)經(jīng)驗決定的，或者對于體系的認識來估計，然后通過迭代算法來優(yōu)化。 加U的典型后果一般確實是使能隙變大。如考慮CoO，如果按照通常的能帶理論計算，是金屬，而實際上它是一種Mott絕緣體，只有通過加U才能準確算得起能帶結(jié)構(gòu)。 |
10樓2012-02-23 18:52:49
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