1. 控制文件
2. 数据分析
在下面的练习中,我们将研究两个相似二维结构的态密度:
- 石墨烯
- 六方氮化硼
两者都具有相同的二维晶体结构,唯一的区别是晶格常数,一个仅由碳组成,另一个由硼和氮组成。与前面的练习类似,我们用晶胞写出坐标:
&GLOBAL
PROJECT graphene_pdos
RUN_TYPE ENERGY
PRINT_LEVEL MEDIUM
&END GLOBAL
&FORCE_EVAL
METHOD Quickstep
&DFT
BASIS_SET_FILE_NAME BASIS_MOLOPT
POTENTIAL_FILE_NAME POTENTIAL
&POISSON
PERIODIC XYZ
&END POISSON
&SCF
SCF_GUESS ATOMIC
EPS_SCF 1.0E-6
MAX_SCF 300
# The following settings help with convergence:
ADDED_MOS 100
CHOLESKY INVERSE
&SMEAR ON
METHOD FERMI_DIRAC
ELECTRONIC_TEMPERATURE [K] 300
&END SMEAR
&DIAGONALIZATION
ALGORITHM STANDARD
EPS_ADAPT 0.01
&END DIAGONALIZATION
&MIXING
METHOD BROYDEN_MIXING
ALPHA 0.2
BETA 1.5
NBROYDEN 8
&END MIXING
&END SCF
&XC
&XC_FUNCTIONAL PBE
&END XC_FUNCTIONAL
&END XC
&PRINT
&PDOS
# print all projected DOS available:
NLUMO -1
# split the density by quantum number:
COMPONENTS
&END
&END
&END DFT
&SUBSYS
&CELL
# create a hexagonal unit cell:
ABC 2.4612 2.4612 15.0
ALPHA_BETA_GAMMA 90. 90. 60.
SYMMETRY HEXAGONAL
PERIODIC XYZ
# and replicate this cell (see text):
MULTIPLE_UNIT_CELL 2 2 1
&END CELL
&TOPOLOGY
# also replicate the topology (see text):
MULTIPLE_UNIT_CELL 2 2 1
&END TOPOLOGY
&COORD
SCALED
C 1./3. 1./3. 0.
C 2./3. 2./3. 0.
&END
&KIND C
ELEMENT C
BASIS_SET DZVP-MOLOPT-GTH
POTENTIAL GTH-PBE
&END KIND
&END SUBSYS
&END FORCE_EVAL
单胞的复制是必要的,因为程序仅在 Γ 处采样, 除非另有说明,否则我们将难以获得有意义的态密度采样(例如,布里渊区上的网格将太粗糙)。 另一种选择(我们将在下一个练习中研究)是对 k 点进行采样。
除了输出文件之外,您还将获得一个名为 graphene_pdos-k1-1.pdos 的文件(准确地说,您将获得每种原子类型的一个这样的文件,但这里我们只有一个,碳),其内容类似于:
Projected DOS for atomic kind C at iteration step i = 0, E(Fermi) = -0.061771 a.u.
# MO Eigenvalue [a.u.] Occupation s py pz px d-2 d-1
d0 d+1 d+2
1 -0.798996 2.000000 0.83986852 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.16013148 0.00000000 0.00000000
2 -0.764498 2.000000 0.42353037 0.12725580 0.00000000 0.36601449 0.01397386 0.00000000 0.06436706 0.00000000 0.00485843
[...]
这些列对应于基组中存在的轨道(因此投影 DOS)。通常,您现在会使用高斯绘制卷积图以获得平滑的 DOS,但您也可以简单地将其绘制为散点图或垂直线图。
另请注意能量的单位,单位为 Eh。在查看 DOS 图时,您可能希望将其转换为 Electronvolt。
虽然一些有助于收敛的新选项具有数字性质,但smearing不是。
- 对不同的多个单元格 3x3x1、4x4x1、5x5x1、6x6x1 和 7x7x1 重复上述计算
- 即使您不需要进行任何平滑处理,也可以为每个模拟创建 DOS 图。
- 你明白为什么需要进行单胞复制吗? 提示:石墨烯有带隙吗? 比较 3x3x1 和 5x5x1 的图。
- ..哪个状态(s,px,..)主要负责?
- 重复 h-BN 的计算(使用 DZVP-MOLOPT-SR-GTH 基组代替 DZVP-MOLOPT-GTH 并将晶格常数更改为 2.504Å)。
- 再次创建绘图(记住:现在有两个 pdos 文件,每种一个)。 与石墨烯有什么明显区别?
- 你现在明白为什么我们需要smearing了吗?
参考资料
exercises:2016_uzh_cmest:calculating_pdos [CP2K Open Source Molecular Dynamics ]