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标题: 哪位用 castep 做过DFT+U 或者杂化泛函能带计算？ [打印本页]

作者
Author: wmg166 时间: 2021-11-26 16:22
标题: 哪位用 castep 做过DFT+U 或者杂化泛函能带计算？
请教大师，我用 castep 做过DFT+U 或者杂化泛函能带计算，我的64G 内存，用 HSE06 计算能带，截断能仅300 就提示内存不足，怎么办？
我的体系是硅酸盐里面掺杂了一个 Ce，即在 1*2*2 的超胞里面掺杂了一个Ce，共 152 个原子。 DFT+U 是不是搞不定能带？我不晓得怎样确定 U值，求大师指点。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-11-27 02:05
1、硅酸盐要看贡献价带顶和导带底的是什么原子，如果是主族元素大概率DFT+U解决不了什么问题。
2、152个原子算杂化泛函64G内存基本上不大可能，杂化泛函要昂贵很多。这样的体系目前来说也没啥特别好的办法。

作者
Author: wolfli369 时间: 2021-11-27 09:50

卡开发发发表于 2021-11-27 02:05
1、硅酸盐要看贡献价带顶和导带底的是什么原子，如果是主族元素大概率DFT+U解决不了什么问题。
2、152个原 ...

请问怎么确定是价带顶和导带底的贡献，有什么简单的方法？提前谢谢

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-11-27 11:27

wolfli369 发表于 2021-11-27 09:50
请问怎么确定是价带顶和导带底的贡献，有什么简单的方法？提前谢谢

看PDOS。

作者
Author: wolfli369 时间: 2021-11-27 14:44

卡开发发发表于 2021-11-27 11:27
看PDOS。

收到，谢谢

作者
Author: wmg166 时间: 2021-11-29 11:31

卡开发发发表于 2021-11-27 02:05
1、硅酸盐要看贡献价带顶和导带底的是什么原子，如果是主族元素大概率DFT+U解决不了什么问题。
2、152个原 ...

再请教一下：局域密度近似（LDA）或广义梯度近似（GGA）往往会低估带隙值，那么如何使理论计算的带隙值与实验值一致呢？杂化泛函需要极大的内存，很耗时。一般怎样计算能带准确些？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-11-29 15:26

wmg166 发表于 2021-11-29 11:31
再请教一下：局域密度近似（LDA）或广义梯度近似（GGA）往往会低估带隙值，那么如何使理论计算的带隙值 ...

除了杂化泛函，可以考虑：
1、非全满d轨道的过渡金属且d电子作为带边的情况可以考虑DFT+U。
2、非表面体系可以考虑mBJ(TB09)，但是SCF极为难收敛，比较考验技巧。
3、DFT-1/2（或者叫LDA-1/2和GGA-1/2），但是需要做参数测试。

作者
Author: 北农路2号 时间: 2021-12-6 09:21

卡开发发发表于 2021-11-29 15:26
除了杂化泛函，可以考虑：
1、非全满d轨道的过渡金属且d电子作为带边的情况可以考虑DFT+U。
2、非表面 ...

老师您好，请问我计算半导体TiO2可以使用DFT+U吗

作者
Author: 北农路2号 时间: 2021-12-6 09:23

卡开发发发表于 2021-11-29 15:26
除了杂化泛函，可以考虑：
1、非全满d轨道的过渡金属且d电子作为带边的情况可以考虑DFT+U。
2、非表面 ...

还有就是U的值该如何确定呢？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-12-6 10:48

北农路2号发表于 2021-12-6 09:23
还有就是U的值该如何确定呢？

1、可以DFT+U。
2、U值确定方法可以是拟合实验数据、高级方法、基于线性响应或者通过cRPA计算。

作者
Author: NewYaren 时间: 2021-12-7 23:07

卡开发发发表于 2021-12-6 10:48
1、可以DFT+U。
2、U值确定方法可以是拟合实验数据、高级方法、基于线性响应或者通过cRPA计算。

请问含有稀土La时需要加U计算吗？
我有一个含La的配位聚合物，用GGA不加U计算能带结构和DOS时，计算任务总会无缘无故的停掉，把金属换成Cd时就没有事。
另外还有一个问题想请教老师，如何在计算晶体的能带结构时让有机配体多代一个负电荷使结构呈电中性？

作者
Author: NewYaren 时间: 2021-12-7 23:09
请问楼主问题解决了吗？我近期遇到了类似的wen题，计算含有La的配位聚合物的带隙时，计算任务总会无缘无故停掉，很郁闷。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-12-7 23:55

NewYaren 发表于 2021-12-7 23:07
请问含有稀土La时需要加U计算吗？
我有一个含La的配位聚合物，用GGA不加U计算能带结构和DOS时，计算任务 ...

1、需要，但不+U计算无故停止的原因我不清楚，你可能需要提供更多信息。
2、如果体系本身已经是电中性的情况，应该不必做其他调整，自洽场过程会按照能量更低的方式分布电子。反之，如果体系不是电中性，没有合适的修正可能会得到不太正确的结果。

作者
Author: 北农路2号 时间: 2021-12-8 10:34

卡开发发发表于 2021-12-6 10:48
1、可以DFT+U。
2、U值确定方法可以是拟合实验数据、高级方法、基于线性响应或者通过cRPA计算。

老师您好，还有一个问题想请教您，就是在castep里具体实施加U操作时，在什么时候+U呢？是在收敛性测试后，几何优化和性质计算时+U，还是只在性质计算时加上，还是从一开始的收敛性测试就要+U呢？希望老师能解答

作者
Author: NewYaren 时间: 2021-12-8 17:07

卡开发发发表于 2021-12-7 23:55
1、需要，但不+U计算无故停止的原因我不清楚，你可能需要提供更多信息。
2、如果体系本身已经是电中性的 ...

好的，谢谢老师。
从晶体结构看，化合物是带一个正电荷的。但从实验证据看有机配体呈还原态，应该多带一个负电荷从而使整体呈电中性。现在不知道怎么给有机分子添加一个额外的负电荷。这个负电荷应该是离域到整个有机分子上的。请问您有相关的经验吗？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-12-8 22:17

NewYaren 发表于 2021-12-8 17:07
好的，谢谢老师。
从晶体结构看，化合物是带一个正电荷的。但从实验证据看有机配体呈还原态，应该多带一 ...

如果整个体系是电中性的，那么你自洽完成后如前面所说，该带负电荷的就会带负电荷，如果你需要看负电荷集中在哪，可以看布居分析或者看变形电荷密度分布。

从方便理解的角度说，对晶体来说，一般是有序的，那么在一个范围内如果这些分子全带正电或者全带负电显然是不大合理的，因为全带相同电荷的缘故这些分子根本没办法互相靠近。所以你要看你原始的结构是否是电中性，如果不是电中性基本上可能是模型有些问题。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-12-8 22:24

北农路2号发表于 2021-12-8 10:34
老师您好，还有一个问题想请教您，就是在castep里具体实施加U操作时，在什么时候+U呢？是在收敛性测试后 ...

按道理来说应该是一开始就加。U会影响到势能面的结构（也就是能量和你模型结构的关系），那么可能有时候优化出来的平衡结构也会不同。如果在你优化的时候没加，而只是性质计算的时候加，那么其实性质计算并非在你当前使用的方法得到的极小点上完成。

我说按道理的原因是，+U并非能解决全部问题，U并不总是能将计算结果朝着改善的方向调整，比较典型的问题就是一些体系GGA本身可能晶格算起来还凑合，进行GGA+U后会大出来很多，比如TiO2有些人为了凑bandgap然后加了很大的U，可能晶格常数都超出实验值很多。方法不一致而进行简单的组合到底行不行，目前这方面的讨论似乎不是很多，比如GGA优化结构再杂化泛函算单点能这也是杂化泛函计算量太大不得已而为之。

作者
Author: 喵星大佬 时间: 2021-12-9 05:28

NewYaren 发表于 2021-12-8 17:07
好的，谢谢老师。
从晶体结构看，化合物是带一个正电荷的。但从实验证据看有机配体呈还原态，应该多带一 ...

周期性结构里一个晶胞或者重复单元怎么可能会带电呢。。。。要是没个晶胞都带一个同种电荷这晶体早就炸了

作者
Author: 北农路2号 时间: 2021-12-9 09:47

卡开发发发表于 2021-12-8 22:24
按道理来说应该是一开始就加。U会影响到势能面的结构（也就是能量和你模型结构的关系），那么可能有时候 ...

谢谢老师，讲的很清楚了！感谢！

作者
Author: NewYaren 时间: 2021-12-10 19:19

喵星大佬发表于 2021-12-9 05:28
周期性结构里一个晶胞或者重复单元怎么可能会带电呢。。。。要是没个晶胞都带一个同种电荷这晶体早就炸了

所以有机配体呈还原态多带一个负电荷呀，现在问题是怎么设置有机配体为还原态，多带一个负电荷。

作者
Author: 喵星大佬 时间: 2021-12-10 19:24

NewYaren 发表于 2021-12-10 19:19
所以有机配体呈还原态多带一个负电荷呀，现在问题是怎么设置有机配体为还原态，多带一个负电荷。

你只要注意质子化状态，不用专门设定某一部分的电荷。只要原子数是对的经过SCF迭代收敛之后的波函数就没问题，如果不用特殊方法本来你也没办法设定某一部分的电荷量

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