计算化学公社

标题: VASP直接计算频率与用phonopy计算声子谱的区别 [打印本页]

作者
Author: 菩城 时间: 2019-3-27 09:00
标题: VASP直接计算频率与用phonopy计算声子谱的区别
查找了一些资料，有些疑问，还请前辈们指教

VASP直接计算频率：设置IBRION = 5 POTIM = 0.015 NFREE = 2，让每个原子在xyz三个方向移动，通过有限差分近似，得到6N（N原子个数）个频率。
问题1：看很多人通过这个方法验证过渡态，只有一个虚频可以说明是过渡态，这种做法原理是什么，因为过渡态在鞍点？
问题2：实际上这种方法计算出来，很容易产生一些小的虚频，这是由于有限差分近似以及本身求解薛定谔方程的精度所致，那么多大的虚频可以忽略，多大的虚频可以认为是过渡态造成的？比如我计算了小分子在材料表面的吸附，一共有4个虚频，其实3个比较小，都小于5cm-1，另外1个比较大，在950cm-1，这能否说明该点就是过渡态？
phonopy计算声子谱：计算声子谱同样是计算振动频率，很多人通过声子谱判断材料的稳定性。
问题3：为什么不可以直接用VASP计算频率判断稳定性？另外phonopy计算声子谱能否用来判断是否是过渡态？

问题较多，不要见怪，还请赐教，感激不尽

作者
Author: 灰飞的旋律 时间: 2019-3-27 12:52
个位数的虚频我都懒得消，直接忽略

作者
Author: 菩城 时间: 2019-3-27 16:29

灰飞的旋律发表于 2019-3-27 12:52
个位数的虚频我都懒得消，直接忽略

恩，好的，多谢！其他的问题能给点意见嘛

作者
Author: Stsingo 时间: 2019-6-13 21:21
第三个问题我依然没有搞清楚。计算固体晶体结构的频率时，红外光谱和声子谱到底区别在哪里呢？

作者
Author: smutao 时间: 2019-6-13 21:31

Stsingo 发表于 2019-6-13 21:21
第三个问题我依然没有搞清楚。计算固体晶体结构的频率时，红外光谱和声子谱到底区别在哪里呢？

红外、拉曼对应的振动是声子谱的gamma点

作者
Author: get-it 时间: 2019-10-5 08:43
phonopy考虑了对称性，需要计算的位移少。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2019-10-5 11:11

get-it 发表于 2019-10-5 08:43
phonopy考虑了对称性，需要计算的位移少。

IBRION=6或8也有对称性

作者
Author: get-it 时间: 2019-10-6 08:45

卡开发发发表于 2019-10-5 11:11
IBRION=6或8也有对称性

是我想当然了

作者
Author: dingniu2 时间: 2020-2-28 15:37
同问，VASP直接计算频率（设置IBRION = 5 POTIM = 0.015 NFREE = 2）与计算声子谱用途上有哪些区别？

作者
Author: jiangning198511 时间: 2020-2-28 16:16
1. 你的判断是正确的，过渡态为鞍点，所以只有一个频率为负值
2. 数值方法带来的误差，一般5cm-1这么小的值可能是误差带来的，可以忽略，第三个值非常大，应该是对应的过渡态，当然也可以看看振动模式是不是对应反应的成键和断键模式
3. 反应是局部过程，只考察相关原子的频率分析即可，一般催化反应只考虑反应分子而忽略基底，对于材料整体的稳定性，需要考虑所有原子的振动，这些振动在周期性条件下就会产生声子谱，如存在负值，说明结构不稳定，催化反应没有必要这么计算。
以上

作者
Author: 卡开发发 时间: 2020-2-29 07:32

dingniu2 发表于 2020-2-28 15:37
同问，VASP直接计算频率（设置IBRION = 5 POTIM = 0.015 NFREE = 2）与计算声子谱用途上有哪些区别？

VASP直接计算的话没办法处理声子的BZ超过Gamma的情况，Phonopy的过程其实就是对超晶格算Gamma点的声子谱再反折叠的过程。如果你的体系很庞大，Gamma点就能满足需求，Phonopy基本上也就是画图、算热力学量这些后处理的作用。

PS：NFREE在此应该没有用处，而是在拟牛顿+RMM-DIIS决定error vector的长度的。

作者
Author: 朢北川 时间: 2021-7-23 11:53

卡开发发发表于 2019-10-5 11:11
IBRION=6或8也有对称性

老师，您好，我想问一下，像沸石吸附模型这种结构，VASP的直接频率计算和声子谱适合做热力学分析嘛

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-7-23 12:50

朢北川发表于 2021-7-23 11:53
老师，您好，我想问一下，像沸石吸附模型这种结构，VASP的直接频率计算和声子谱适合做热力学分析嘛

可以做，但如果体系比较大的话，计算量可能会比较大。

作者
Author: 朢北川 时间: 2021-7-23 14:56

卡开发发发表于 2021-7-23 12:50
可以做，但如果体系比较大的话，计算量可能会比较大。

非常感谢老师的回复。因为我做的沸石模型的对成性本来就不是很好，在负载上金属后做声子谱计算量就会很大，而做频率计算结合vaspkit等辅助软件做热力学性质分析我只见过slab模型或是气相小分子的计算。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-7-23 14:59

朢北川发表于 2021-7-23 14:56
非常感谢老师的回复。因为我做的沸石模型的对成性本来就不是很好，在负载上金属后做声子谱计算量就会很大 ...

是，所以可能确实比较昂贵，这方面暂时没什么太好的办法。

作者
Author: persei 时间: 2023-2-21 10:19

卡开发发发表于 2020-2-29 07:32
VASP直接计算的话没办法处理声子的BZ超过Gamma的情况，Phonopy的过程其实就是对超晶格算Gamma点的声子谱 ...

"Phonopy的过程其实就是对超晶格算Gamma点的声子谱再反折叠的过程"
麻烦你再说一说band unfolding，怎样决定supercell的尺寸合适与否？supercell 的布里渊区扩展成两倍，四倍，八倍等等，对应于supercell的能带图中，两个能带合成一个，四个能带合成一个，八个能带合成一个较小晶胞的能带图中的能带，是不是？可以三个supercell 的能带合成两个较小晶胞的能带吗？我想可以，但是还没想清楚怎么操作

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-21 10:40

persei 发表于 2023-2-21 10:19
"Phonopy的过程其实就是对超晶格算Gamma点的声子谱再反折叠的过程"
麻烦你再说一说band unfolding，怎样 ...

多大严格说要测试。

作者
Author: persei 时间: 2023-2-21 13:20

卡开发发发表于 2023-2-21 10:40
多大严格说要测试。

没明白你说的意思，你说了，VASP 计算声子谱只能算原点的色散关系，那么得到整个原胞对应的布里渊区的色散关系，比如说原胞含有8个原子，那么应该选多大的supercell 才合适？如果只是band unfolding，那么supercell布里渊区边界上的微扰的作用就自然带进了原胞布里渊区内，而这个本来不应该存在在那里，是不是？

作者
Author: sobereva 时间: 2023-2-21 13:27

persei 发表于 2023-2-21 13:20
没明白你说的意思，你说了，VASP 计算声子谱只能算原点的色散关系，那么得到整个原胞对应的布里渊区的色 ...

做类似这种收敛性测试

(, 下载次数 Times of downloads: 34)

作者
Author: persei 时间: 2023-2-21 13:38
本帖最后由 persei 于 2023-2-21 13:43 编辑

sobereva 发表于 2023-2-21 13:27
做类似这种收敛性测试

右下角的legend 表示 1*1*1 2*2*2 3*3*3 4*4*4 5*5*5 6*6*6 supercell，是不是？那你自然以为6*6*6 的结果就是标准了，符合它自然就是正确的，你看到 3*3*3 和 6*6*6 的结果差不多，所以3*3*3 的supercell 就可以了，是不是这样的？另外，关于那个图，有个问题，声子能带上有40THz 的能量（160meV），为什么声子态密度上只有 1THz 的信号？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-2-21 14:57
本帖最后由卡开发发于 2023-2-21 15:27 编辑

persei 发表于 2023-2-21 13:20
没明白你说的意思，你说了，VASP 计算声子谱只能算原点的色散关系，那么得到整个原胞对应的布里渊区的色 ...

多大你可以不断扩胞去测，楼上给的图大概接近4x4x4才基本上收敛。声子态密度的图你看的不对，横轴是单位能量态的数目而不是能量区间。supercell上的扰动不会引入多余的东西。

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)