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标题: NdFeO3晶体的单点计算SCF不收敛 [打印本页]
作者
Author: nusiew    时间: 2022-10-5 14:15
标题: NdFeO3晶体的单点计算SCF不收敛
本帖最后由 nusiew 于 2022-10-5 14:25 编辑

大家好，我利用cp2k做NdFeO3晶体的单点计算，设置了UKS+Smear+MAGNETIZATION，发现SCF不收敛，将&MIXING中的alpha在0.01~0.6之间的取值都尝试了，发现仍不能收敛，也尝试对Fe取不同的MAGNETIZATION，发现也不行。Materials Project上显示的NdFeO3的磁矩为1.000 μB，磁序为铁磁性FM，我将Fe的MAGNETIZATION都取为4，或者按所处的环境将Fe分为两类，分别取为3和4（也取过1和2），发现仍不行。现在不知道怎么修改参数了，请大家多多指导！谢谢大家。


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  1. #Generated by Multiwfn
  2. &GLOBAL
  3.   PROJECT NdFeO3
  4.   PRINT_LEVEL MEDIUM
  5.   RUN_TYPE ENERGY
  6. &END GLOBAL

  8. &FORCE_EVAL
  9.   METHOD Quickstep
  10.   &SUBSYS
  11.     &TOPOLOGY
  12.       MULTIPLE_UNIT_CELL  2  2  1
  13.     &END TOPOLOGY
  14.     &CELL
  15.       A     5.45320000     0.00000000     0.00000000
  16.       B     0.00000000     5.58900000     0.00000000
  17.       C     0.00000000     0.00000000     7.76770000
  18.       MULTIPLE_UNIT_CELL  2  2  1
  19.       PERIODIC XYZ #Direction of applied PBC (geometry aspect)
  20.     &END CELL
  21.     &COORD
  22.       Nd       5.39485076    0.27274320    1.94192500
  23.       Fe_1       5.45320000    2.79450000    0.00000000
  24.       O        0.47770032    2.65980510    1.94192500
  25.       O        3.84559664    1.64093040    0.35886774
  26.       Nd       2.78494924    3.06724320    1.94192500
  27.       Fe       2.72660000    0.00000000    0.00000000
  28.       O        2.24889968    5.45430510    1.94192500
  29.       O        4.33420336    4.43543040    0.35886774
  30.       Fe       5.45320000    2.79450000    3.88385000
  31.       O        3.84559664    1.64093040    3.52498226
  32.       Nd       2.66825076    2.52175680    5.82577500
  33.       Fe_1       2.72660000    0.00000000    3.88385000
  34.       O        3.20430032    0.13469490    5.82577500
  35.       O        1.11899664    1.15356960    4.24271774
  36.       Nd       0.05834924    5.31625680    5.82577500
  37.       O        4.97549968    2.92919490    5.82577500
  38.       O        1.60760336    3.94806960    7.40883226
  39.       O        1.11899664    1.15356960    7.40883226
  40.       O        1.60760336    3.94806960    4.24271774
  41.       O        4.33420336    4.43543040    3.52498226
  42.     &END COORD
  43.     &KIND O   
  44.       ELEMENT O
  45.       BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q6
  46.       POTENTIAL GTH-PBE
  47.       # MAGNETIZATION  0.6
  48.     &END KIND
  49.     &KIND Fe_1   
  50.       ELEMENT Fe
  51.       BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q16
  52.       POTENTIAL GTH-PBE
  53.       #&DFT_PLUS_U T
  54.       #  L 2 #Quantum number of angular momentum the atomic orbitals to +U. 2=d, 3=f
  55.       #  U_MINUS_J [eV] 4.0 #Effective on-site Coulomb interaction parameter U(eff) = U - J
  56.       #&END DFT_PLUS_U
  57.       MAGNETIZATION  3.0
  58.     &END KIND
  59.     &KIND Fe   
  60.       ELEMENT Fe
  61.       BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q16
  62.       POTENTIAL GTH-PBE
  63.       #&DFT_PLUS_U T
  64.       #  L 2 #Quantum number of angular momentum the atomic orbitals to +U. 2=d, 3=f
  65.       #  U_MINUS_J [eV] 4.0 #Effective on-site Coulomb interaction parameter U(eff) = U - J
  66.       #&END DFT_PLUS_U
  67.       MAGNETIZATION  4.0
  68.     &END KIND
  69.     &KIND Nd   
  70.       ELEMENT Nd
  71.       BASIS_SET DZVP-MOLOPT-SR-GTH-q14
  72.       POTENTIAL GTH-PBE
  73.       #&DFT_PLUS_U T
  74.       #  L 2 #Quantum number of angular momentum the atomic orbitals to +U. 2=d, 3=f
  75.       #  U_MINUS_J [eV] 1e-20 #Effective on-site Coulomb interaction parameter U(eff) = U - J
  76.       #&END DFT_PLUS_U
  77.       # MAGNETIZATION  0.6
  78.     &END KIND
  79.   &END SUBSYS

  81.   &DFT
  82. #    BASIS_SET_FILE_NAME BASIS_MOLOPT
  83.     BASIS_SET_FILE_NAME BASIS_MOLOPT_UCL
  84. #    POTENTIAL_FILE_NAME GTH_POTENTIALS
  85.     BASIS_SET_FILE_NAME  BASIS_MOLOPT
  86.     POTENTIAL_FILE_NAME  POTENTIAL
  87. #   WFN_RESTART_FILE_NAME NdFeO3-RESTART.wfn
  88.     CHARGE    0 #Net charge
  89.     # MULTIPLICITY   25 #Spin multiplicity
  90.     UKS
  91.     #RELAX_MULTIPLICITY 0.1
  92.     # PLUS_U_METHOD MULLIKEN #The method used in DFT+U. Can also be Lowdin
  93.     &QS
  94.       EPS_DEFAULT 1E-10 #This is default. Set all EPS_xxx to values such that the energy will be correct up to this value
  95.     &END QS
  96.     &POISSON
  97.       PERIODIC XYZ #Direction(s) of PBC for calculating electrostatics
  98.       PSOLVER PERIODIC #The way to solve Poisson equation
  99.     &END POISSON
  100.     &XC
  101.       &XC_FUNCTIONAL PBE
  102.       &END XC_FUNCTIONAL
  103.       &VDW_POTENTIAL
  104.         POTENTIAL_TYPE PAIR_POTENTIAL
  105.         &PAIR_POTENTIAL
  106.           PARAMETER_FILE_NAME dftd3.dat
  107.           TYPE DFTD3
  108.           REFERENCE_FUNCTIONAL PBE
  109.         &END PAIR_POTENTIAL
  110.       &END VDW_POTENTIAL
  111.     &END XC
  112.     &MGRID
  113.       CUTOFF 350
  114.       REL_CUTOFF 50
  115.     &END MGRID
  116.     &SCF
  117.       MAX_SCF 128
  118.       EPS_SCF 5.0E-06 #Convergence threshold of density matrix during SCF
  119. #     SCF_GUESS RESTART #Use wavefunction from WFN_RESTART_FILE_NAME file as initial guess
  120.       &DIAGONALIZATION
  121.         ALGORITHM STANDARD #Algorithm for diagonalization. DAVIDSON is faster for large systems
  122.       &END DIAGONALIZATION
  123.       &MIXING #How to mix old and new density matrices
  124.         METHOD BROYDEN_MIXING #PULAY_MIXING is also a good alternative
  125.         ALPHA 0.1 #Default. Mixing 40% of new density matrix with the old one
  126.         NBROYDEN 8 #Default is 4. Number of previous steps stored for the actual mixing scheme
  127.       &END MIXING
  128.       &SMEAR
  129.         METHOD FERMI_DIRAC
  130.         ELECTRONIC_TEMPERATURE 300 #Electronic temperature of Fermi-Dirac smearing in K
  131.       &END SMEAR
  132.       ADDED_MOS   300   300 #Number of virtual MOs to solve for alpha and beta spins
  133.     &END SCF
  134.     &PRINT
  135.       &DOS
  136.       &END DOS
  137.       &PDOS
  138.           NLUMO -1
  139.           COMPONENTS
  140.       &END PDOS   
  141.       &MO_MOLDEN #Exporting .molden file containing wavefunction information
  142.         NDIGITS 9 #Output orbital coefficients if absolute value is larger than 1E-9
  143.         GTO_KIND SPHERICAL #Spherical-harmonic type of basis functions
  144.       &END MO_MOLDEN
  145.       &ELF_CUBE
  146.         STRIDE 1 #Stride of exported cube file
  147.       &END ELF_CUBE
  148.       &MULLIKEN
  149.         PRINT_ALL F #If T, then printing full net AO and overlap population matrix
  150.       &END MULLIKEN
  151.       &MOMENTS
  152.         PERIODIC T #Use Berry phase formula (T) or simple operator (F), the latter normally applies to isolated systems
  153.       &END MOMENTS
  154.     &END PRINT
  155.   &END DFT
  156. &END FORCE_EVAL
复制代码


作者
Author: sobereva    时间: 2022-10-5 18:55
超胞用得太小，各个方向建议>=15埃
如果不打算+U或OT，用原胞结合k点计算划算得多
也可以尝试OT
作者
Author: nusiew    时间: 2022-10-5 22:39
sobereva 发表于 2022-10-5 18:55
超胞用得太小，各个方向建议>=15埃
如果不打算+U或OT，用原胞结合k点计算划算得多
也可以尝试OT

谢谢卢老师的指导。采用3*3*3的超胞仍然不能够使得SCF收敛，由于想要计算该晶体的PDOS，所以要+U且只能扩胞。由于现在还是不能够收敛，请问卢老师还能如何改进？



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