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标题: 优化收敛问题 [打印本页]

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-21 17:41
标题: 优化收敛问题
69 F= -.35908044E+03 E0= -.35908391E+03  d E =-.662334E-03  mag= 39.9793
trial-energy change: -0.000662  1 .order -0.000591 -0.000771 -0.000410
step: 0.8858(harm=  0.8858)  dis= 0.01514  next Energy=  -359.080598 (dE=-0.823E-03)
bond charge predicted
   N    E                   dE          d eps    ncg    rms       rms(c)
DAV: 1 -0.359080483068E+03 -0.20475E-04 -0.23540E-01  4588 0.756E-01 0.189E-01
RMM: 2 -0.359080799125E+03 -0.31606E-03 -0.30718E-03  4491 0.132E-01 0.146E-01
RMM: 3 -0.359080830041E+03 -0.30917E-04 -0.22250E-04  2683 0.407E-02
  70 F= -.35908083E+03 E0= -.35908411E+03  d E =-.105527E-02  mag= 39.9753
curvature:  -8.32 expect dE=-0.239E-01 dE for cont linesearch -0.776E-05
trial: gam= 1.53799 g(F)=  0.287E-02 g(S)=  0.000E+00 ort = 0.180E-03 (trialstep = 0.207E+00)
search vector abs. value=  0.860E-01
bond charge predicted
   N    E                   dE          d eps    ncg    rms       rms(c)
DAV: 1 -0.359081266983E+03 -0.46786E-03 -0.11848E-01  4612 0.555E-01 0.146E-01
RMM: 2 -0.359081450893E+03 -0.18391E-03 -0.18601E-03  4441 0.104E-01 0.127E-01
RMM: 3 -0.359081440733E+03 0.10160E-04 -0.16456E-04  2650 0.353E-02
  71 F= -.35908144E+03 E0= -.35908486E+03  d E =-.610692E-03  mag= 39.9783
trial-energy change: -0.000611  1 .order -0.000524 -0.000650 -0.000398
step: 0.5327(harm=  0.5327)  dis= 0.01471  next Energy=  -359.081668 (dE=-0.838E-03)
bond charge predicted
   N    E                   dE          d eps    ncg    rms       rms(c)
DAV: 1 -0.359081535863E+03 -0.84971E-04 -0.29542E-01  4572 0.810E-01 0.192E-01
RMM: 2 -0.359081891368E+03 -0.35550E-03 -0.37504E-03  4481 0.139E-01 0.148E-01
RMM: 3 -0.359081902138E+03 -0.10770E-04 -0.23106E-04  2661 0.383E-02
  72 F= -.35908190E+03 E0= -.35908526E+03  d E =-.107210E-02  mag= 39.9796
curvature:  -7.28 expect dE=-0.158E-01 dE for cont linesearch -0.508E-05
trial: gam= 0.85670 g(F)=  0.217E-02 g(S)=  0.000E+00 ort = 0.245E-03 (trialstep = 0.272E+00)
search vector abs. value=  0.657E-01
bond charge predicted
   N    E                   dE          d eps    ncg    rms       rms(c)
DAV: 1 -0.359082314221E+03 -0.42285E-03 -0.15806E-01  4652 0.567E-01 0.136E-01
RMM: 2 -0.359082493583E+03 -0.17936E-03 -0.19240E-03  4279 0.956E-02 0.112E-01
RMM: 3 -0.359082506508E+03 -0.12926E-04 -0.15480E-04  2624 0.336E-02
  73 F= -.35908251E+03 E0= -.35908575E+03  d E =-.604371E-03  mag= 39.9765
trial-energy change: -0.000604  1 .order -0.000501 -0.000647 -0.000355
step: 0.6026(harm=  0.6026)  dis= 0.01526  next Energy=  -359.082618 (dE=-0.716E-03)

这是我优化的结果，发现电子步很快就收敛，而离子步都70多步还没收敛，请问怎么解决呢？

作者
Author: nuclessenwin 时间: 2014-11-21 21:10
70步还没收敛，恐怕初始构型不太好吧

作者
Author: nuclessenwin 时间: 2014-11-21 21:10
INCAR贴上来看看

作者
Author: jiewei 时间: 2014-11-21 22:42
离子难以优化，是不是自选改了？改了自旋优化就难。楼上说得对，上incar

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-22 16:56
本帖最后由 lujinhui396 于 2014-11-22 16:59 编辑

SYSTEM=Y-100-LITTLE-NMAG-C2H4
ENCUT=550
ISTART=0
ICHARG=2
VOSKOWN =1
PREC=Accurate
ISPIN=2
ISMEAR=1
SIGMA=0.1
ISIF=2
IBRION=2
POTIM=0.5
EDIFF=0.0001
EDIFFG=-0.02
NSW=100
NELM=100
ISYM=0
ALGO=FAST
LREAL=Auto
LCHARG = .F.
LMAXMIX = 4
AMIX=0.2
BMIX=0.0001
AMIX_MAG=0.8
BMIX_MAG=0.0001
LWAVE = .F.
LDAU= .TRUE.
LDAUTYPE= 2
LDAUL=2 -1 -1 -1
LDAUU=3.5 0.0 0.0 0.0
LDAUJ=0.0 0.0 0.0 0.0
LDAUPRINT=2
NPAR=4
NSIM=1
ADDGRID=.TRUE.

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-22 16:57

nuclessenwin 发表于 2014-11-21 21:10
70步还没收敛，恐怕初始构型不太好吧

进行了初步优化后，在进一步优化的。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-22 16:58

jiewei 发表于 2014-11-21 22:42
离子难以优化，是不是自选改了？改了自旋优化就难。楼上说得对，上incar

因为有磁性的钴，所以打开自旋优化的

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-22 20:41
现在不知道结构及对应的磁性设置是不是有问题，先检查看看这个。
如果结构及磁性没问题，不知道KPOINTS和SIGMA是否充分，如果这两个不充分导致的结果就是力计算不准确，会造成不收敛。
如果还是不行，就得考虑调整POTIM，或者切换离子步的代数。

目前我也只能考虑到这么多。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-24 08:52

卡开发发发表于 2014-11-22 20:41
现在不知道结构及对应的磁性设置是不是有问题，先检查看看这个。
如果结构及磁性没问题，不知道KPOINTS和S ...

谢谢。我的体系是四氧化三钴，体相的基态是反铁磁。但是我切面以后，发现对SLAB模型，我只打开自旋，即顺磁计算，能量更低。若保持体相的反铁磁，则能量高。
另外，我的是底层固定的slab，在做K点测试的时候，使用这个底层固定的slab模型吗？我的K点取的是SLAB模型没固定，测试的K点

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-24 10:59

lujinhui396 发表于 2014-11-24 08:52
谢谢。我的体系是四氧化三钴，体相的基态是反铁磁。但是我切面以后，发现对SLAB模型，我只打开自旋，即顺 ...

KPOINTS测试基于单点即可，这样锁定与否就没有影响了，但优化后最好进行重新验证。
我不知道你怎么保持表面反铁磁的，反铁磁需要开启自旋极化并指定每个原子初始磁矩。
还有ISMEAR=1？你的KPOINTS在2x2x1以下？

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-24 11:51

卡开发发发表于 2014-11-24 10:59
KPOINTS测试基于单点即可，这样锁定与否就没有影响了，但优化后最好进行重新验证。
我不知道你怎么保持 ...

我保持反铁磁，就是设置了原子的MAGMOM，并且正负相见，在上面贴出的INCAR里没有。
对于ISMEAR=1的疑问，是因为我的体系是半导体吗？我的K点是2 2 1 。对于这个问题，我询问了原作者,他说VASP manual is not right for all cases. MP is the best choice for the setting of the partial occupancies of a surface. We also did some tests with other methods such as Gaussian smearing. I reckon even the second order MP for your calculations.
另外，我用Ismear=0，sigma=0.05 计算，得出的能量：ISMEAR=0：-327.317EV ;ISMEAR=1：-327.514877 EV
（2）请问，一般，体相是反铁磁，切的面是否要保持这个磁序呢？有的文献里说，保持。但是我计算出来的能量，却是不保持的更低。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-24 12:38

lujinhui396 发表于 2014-11-24 11:51
我保持反铁磁，就是设置了原子的MAGMOM，并且正负相见，在上面贴出的INCAR里没有。
对于ISMEAR=1的疑问 ...

（1）没，k=2x2x1去ismear=1倒是没啥太大争议，因为ismear>0适合体系较大k较少的情况。
（2）我做的一些表面也有磁序稍有变化的，但是好像从反铁磁变成铁磁的情况我没见过，不知道提高层数是否有帮助，如果层数不充分也可能导致一些问题。

这个问题看来涉及的因素比较多。。。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-24 14:24

卡开发发发表于 2014-11-24 12:38
（1）没，k=2x2x1去ismear=1倒是没啥太大争议，因为ismear>0适合体系较大k较少的情况。
（2）我做的一些 ...

好的。我再找找问题，非常感谢

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-24 17:18

卡开发发发表于 2014-11-24 12:38
（1）没，k=2x2x1去ismear=1倒是没啥太大争议，因为ismear>0适合体系较大k较少的情况。
（2）我做的一些 ...

在一篇文献里找到。一般采用加U计算Co3O4,但是这篇文献指出，加U计算时，体相基态是铁磁的更稳定，而不是反铁磁。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-24 17:28

lujinhui396 发表于 2014-11-24 17:18
在一篇文献里找到。一般采用加U计算Co3O4,但是这篇文献指出，加U计算时，体相基态是铁磁的更稳定，而不是 ...

这里我没明白你的意思，你计算的结果体相到底铁磁性稳定还是反铁磁稳定？表面呢？

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-24 21:16

卡开发发发表于 2014-11-24 17:28
这里我没明白你的意思，你计算的结果体相到底铁磁性稳定还是反铁磁稳定？表面呢？

加U计算时，体相是铁磁稳定。所以表面也应该是稳定的

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-24 21:28

lujinhui396 发表于 2014-11-24 21:16
加U计算时，体相是铁磁稳定。所以表面也应该是稳定的

恩，那就意味着还是磁性的问题，我也觉得磁序应该不会变化这么剧烈。结构优化是否收敛？问题是否解决？

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-25 10:49

卡开发发发表于 2014-11-24 21:28
恩，那就意味着还是磁性的问题，我也觉得磁序应该不会变化这么剧烈。结构优化是否收敛？问题是否解决？

结构优化不收敛。
我优化的步骤是：（1）收敛判据：EDIFFG=-0.2.EDIFF=0.001
                        (2)得到CONTCAR后，再变成POSCAR,收敛判据：EDIFFG=-0.05.EDIFF=0.0001
                        (3)再得到CONTCAR后，再变成POSCAR，收敛判据：EDIFFG=-0.02.EDIFF=0.0001
遇到的问题：在进行第二步后还能正常的收敛。
         在进行第三步时，出现下面的错误：
ZBRENT: fatal internal in brackting
      system-shutdown; contact gK immediately
此外，优化的结果和前面第二步优化的结构相差特别大。优化步数很长。
我采用的一直是IBRION=2.

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-25 14:01

lujinhui396 发表于 2014-11-25 10:49
结构优化不收敛。
我优化的步骤是：（1）收敛判据：EDIFFG=-0.2.EDIFF=0.001
...

如果ibrion=2的hua体相有变化就有点问题了，如果体系不是很大的话把poscar传来我看看。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-25 14:33
这个是第一步优化的结果

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-25 14:34
这个是第二步优化的结果

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-25 14:35
这个是第三步优化的结果

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-25 23:48

lujinhui396 发表于 2014-11-25 14:33
这个是第一步优化的结果

看样子应该是初始结构不好，明天后天我去学校的时候帮你跑一下看看了。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-26 15:12

卡开发发发表于 2014-11-25 23:48
看样子应该是初始结构不好，明天后天我去学校的时候帮你跑一下看看了。

好的，谢谢

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-30 13:24

lujinhui396 发表于 2014-11-26 15:12
好的，谢谢

问一下您做的是Co3O4哪个表面？是完美的表面吗，还是有缺陷的？

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-30 19:55

卡开发发发表于 2014-11-30 13:24
问一下您做的是Co3O4哪个表面？是完美的表面吗，还是有缺陷的？

10 0面，因为它有极性，我就人为的去掉了个二价钴，满足极性补偿。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-30 20:06

lujinhui396 发表于 2014-11-30 19:55
10 0面，因为它有极性，我就人为的去掉了个二价钴，满足极性补偿。

我看了一下结果计量比是对的，也就是没有缺原子，但似乎是从上表面移动了一个Co到了下表面。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-30 20:36

lujinhui396 发表于 2014-11-30 19:55
10 0面，因为它有极性，我就人为的去掉了个二价钴，满足极性补偿。

您这个表面上还负载了H2，这样即便上下表面极性抵消好像意义也不是很大啊？如果就按照无缺陷的情况不知是否会有所改善？

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-30 20:44

卡开发发发表于 2014-11-30 20:36
您这个表面上还负载了H2，这样即便上下表面极性抵消好像意义也不是很大啊？如果就按照无缺陷的情况不知是 ...

之所以采用这个去掉二价钴的模型，是因为，有关于四氧化三铁的100 表面通过低能电子衍射，发现表面是有铁缺陷。
另外，对于没有去掉二价钴的情形，我也考虑了。就是对于完美的表面，我采用默认的收敛判据和采用EDIFFG=-0.02，优化得到的结果不一样，所以，我才考虑是不是因为出现的这个ZBRENT警告的原因。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-11-30 20:50

卡开发发发表于 2014-11-30 20:06
我看了一下结果计量比是对的，也就是没有缺原子，但似乎是从上表面移动了一个Co到了下表面。

也可以这么理解，我实际的操作是，上下表面都去掉了一个二价钴。Fe3O4和MgAl2O4（与四氧化三钴结构相同，尖晶石，四氧化三铁为特殊的反尖晶石）在实验上都观察到表面有Fe和Mg缺陷，但是我没有查到关于四氧化三钴这个表面是否有钴缺陷的实验文献。另外，模拟四氧化三钴的文献，对100面的很少，有两个课题组，一个采用了去掉二价钴的模型，一个采用了完美的表面。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-11-30 21:11

lujinhui396 发表于 2014-11-30 20:44
之所以采用这个去掉二价钴的模型，是因为，有关于四氧化三铁的100 表面通过低能电子衍射，发现表面是有铁 ...

如果是考虑缺陷这个问题我就再找找原因了，你那个结构拿过来我算了一下电子步不怎么容易收敛，所以猜测结构可能不太好。我再找找原因吧。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-12-1 09:00

卡开发发发表于 2014-11-30 21:11
如果是考虑缺陷这个问题我就再找找原因了，你那个结构拿过来我算了一下电子步不怎么容易收敛，所以猜测结 ...

谢谢

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-12-1 14:25

lujinhui396 发表于 2014-12-1 09:00
谢谢

电子依旧不收敛，试试看只有一面有缺陷的情况吧。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-12-2 15:12

卡开发发发表于 2014-12-1 14:25
电子依旧不收敛，试试看只有一面有缺陷的情况吧。

首先，十分感谢您的热心帮助。电子不收敛，改变算法也是这样吗？另外还用问题向您请教
(1) 离子弛豫的时候，如果设的NELM=60，但是算完60个电子步之后，依然没达到电子的收敛标准，就自动进行下一步的离子弛豫，且最后离子弛豫，达到收敛标准，请问这样的结果，可信吗？
（2）请问您一般怎么优化结构不太合理的构型呢？比如表面，缺陷，吸附分子的模型？我一般都是分别优化。可是当我的力的收敛判据达到-0.02时，和初始的粗的力的收敛判据优化收敛得到的构型，相差很大。
（3）最后问您个私人问题，您是在天津吗？我在天津的学校上学，总是感觉有时文字不能说清我的意思，如果您是天津的，我想当面向您请教。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-12-2 16:45
恩，切换了不少代数方法都不行，都很难在60步以内收敛，原则上就是结构有问题了，因为现在您的晶格处理的情况我也不是很了解，加上考虑了+U，导致不收敛的因素有点复杂。不过以前我自己算CASTEP的时候有时处理两面的缺陷离子步也经常不容易收敛，电子步没收敛很有可能是初始结构有问题，我做了些微调无济于事。我没做什么参数的检查，我默认您是做过测试的。
（1）最好检查一下末尾那几步的电子步是否也是收敛的，否则得到的电子态就是错误的，力得到的肯定也是错误的，这样结果就没有意义了；如果您的后面n多步电子步都是收敛的，只有前面少数几步和预设值稍有点差异，这种情况的结果应该是可以接受的；
（2）一般也是分别优化，适当降低一点精度，但是并不建议降低太多，印象中手册上提供了电子步最低精度不应小于1E-4，默认相应的EDIFFG=EDIFF*10，这意味着至少是E-3的级别，我觉得收敛精度也许还应该进行提升才有可靠的结果；
（3）不在，目前人在上海。不过可以站内私信或是其他的方式。不过说起来帮别人检查离子步(scf)不收敛有时候确实是个相当头疼的问题，有时候是电子步导致的就得反过来检查INCAR。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-12-2 20:12

卡开发发发表于 2014-12-2 16:45
恩，切换了不少代数方法都不行，都很难在60步以内收敛，原则上就是结构有问题了，因为现在您的晶格处理的情 ...

参数测试，KPOINTS采用的是文献中默认的，因为我做K点测试时，一直也是电子步不收敛。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-12-2 22:05

lujinhui396 发表于 2014-12-2 20:12
参数测试，KPOINTS采用的是文献中默认的，因为我做K点测试时，一直也是电子步不收敛。

不妨把文献发来，我们来找找原因为啥电子步和离子步这么难收敛。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-12-3 09:21
这是两个模型，一个是带有二价钴缺陷的，一个是没有的

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-12-3 11:36

卡开发发发表于 2014-12-2 22:05
不妨把文献发来，我们来找找原因为啥电子步和离子步这么难收敛。

电子步这么难收敛，是不是与ISMEAR有关呢？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-12-3 14:57

lujinhui396 发表于 2014-12-3 11:36
电子步这么难收敛，是不是与ISMEAR有关呢？

一般而言应该影响没这么大，我测试过ismear=0还是不行的。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2014-12-4 10:26

lujinhui396 发表于 2014-12-3 09:21
这是两个模型，一个是带有二价钴缺陷的，一个是没有的

恩，这两篇文章我先看看。这几天有点感冒，在休息。有时间的话我把你的INCAR参数测试一下，重新确定一下晶格常数等，表面我在按照文献做一下看看，有消息我再找你私聊，等最终有结果我们再把问题解决的推演过程放到帖子来。

作者
Author: lujinhui396 时间: 2014-12-4 16:13

卡开发发发表于 2014-12-4 10:26
恩，这两篇文章我先看看。这几天有点感冒，在休息。有时间的话我把你的INCAR参数测试一下，重新确定一下 ...

非常感谢~~~多喝水，多休息，早点好起来。。。。

作者
Author: viva 时间: 2021-5-7 17:57
您好，能请教一下您的Co3O4晶胞优化的INCAR文件吗？
我也是初学VASP，但是自己的INCAR算出来没有离子步出来，并且想问下您算Co3O4需要注意一些什么，我也是看了您的帖子来的。谢谢啦

作者
Author: 流年2022 时间: 2021-5-26 10:33
请问这个电子步收敛是看的dE嘛？

作者
Author: 卡开发发 时间: 2021-5-26 10:48

流年2022 发表于 2021-5-26 10:33
请问这个电子步收敛是看的dE嘛？

dE和d eps两个参量。参考手册：

The relaxation of the electronic degrees of freedom will be stopped if the total (free) energy change and the band structure energy change (’change of eigenvalues’) between two steps are both smaller than EDIFF

以及

The columns have the following meaning: Column N is counter for the the electronic iteration step, E is the current free energy, dE the change of the free energy between two steps, and d eps the change of the band-structure energy.

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