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标题: castep算窄带隙材料能带时，选hse06的结果却比实验大很多，应该如何调整 [打印本页]

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-19 01:55
标题: castep算窄带隙材料能带时，选hse06的结果却比实验大很多，应该如何调整
castep计算窄带隙半导体InSb材料能带，没有找到文献参数，但是有很多理论公式和实物实验显示带隙为0.24eV左右。选用HSE06和模守恒，结果出入很大如下图。也计算过GGAPBE的，结果为0.001eV。对参数还是有点一知半解，希望求助该如何调整。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-4-19 06:29
模守恒赝势的动能截断大概率400eV是不够的，你可以测试看看。

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-19 08:19

卡开发发发表于 2023-4-19 06:29
模守恒赝势的动能截断大概率400eV是不够的，你可以测试看看。

实际上为了避免这个我试过设置1000eV，但是由于HSE06计算时间太长了，用的是GGAPBE。关于这里我再验证一下。那么假如我得到个合理的GGAPBE截断能，在都使用同样的赝势比如模守恒，是否可以直接套用到HSE006呢？

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-19 10:24

卡开发发发表于 2023-4-19 06:29
模守恒赝势的动能截断大概率400eV是不够的，你可以测试看看。

我进行了新一轮测试，GGAPBE 模守恒，截断能和k点精度在0.01eV，450eV和8*8*8，得到的能带1.656eV，和理论的0.24eV还是区别蛮大的吧

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-4-19 11:57

zhuyl 发表于 2023-4-19 10:24
我进行了新一轮测试，GGAPBE 模守恒，截断能和k点精度在0.01eV，450eV和8*8*8，得到的能带1.656eV，和理 ...

我测试了一下，应该是赝势问题，你换OTFG的模守恒。另外，HSE06计算是比较昂贵，除了算能带结果还行，结构优化犯不上用HSE06做。

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-19 13:03

卡开发发发表于 2023-4-19 11:57
我测试了一下，应该是赝势问题，你换OTFG的模守恒。另外，HSE06计算是比较昂贵，除了算能带结果还行，结 ...

还是有点不太理想，OTFG的模守恒下算出600eV，9x9x9，然后GGAPBE结构优化的能带看不出带隙。我再用这个结构优化后的文件选HSE06试试能带。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-4-19 13:23

zhuyl 发表于 2023-4-19 13:03
还是有点不太理想，OTFG的模守恒下算出600eV，9x9x9，然后GGAPBE结构优化的能带看不出带隙。我再用这个结 ...

GGA-PBE正常结果gap应该是0 eV（Materials Project结果），如果用你用那个模守恒赝势结果PBE算出来的gap是1.2 eV，动能截断和k点我也调整过，包括In换成01的recpot也不行，那么显然可能那个赝势的可转移特性不行并不适合你要研究这个体系。

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-4-19 14:06

zhuyl 发表于 2023-4-19 13:03
还是有点不太理想，OTFG的模守恒下算出600eV，9x9x9，然后GGAPBE结构优化的能带看不出带隙。我再用这个结 ...

我测试了一下，按你那个路径做出来HSE06结果是0.126 eV
(, 下载次数 Times of downloads: 31)
晶胞我没优化，参数也没测试，MS的路径不是好的，但应该包括了该有的k点。

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-20 13:47
本帖最后由 zhuyl 于 2023-4-20 13:49 编辑

卡开发发发表于 2023-4-19 14:06
我测试了一下，按你那个路径做出来HSE06结果是0.126 eV

晶胞我没优化，参数也没测试，MS的路径不是 ...

我还是没有跑出来和您这个类似的，至少能说明是窄带隙的结果。我的理解是，从定量上确实还有很多慢慢调整的参数，但是定性上我没得到有打开带隙或者看起来偏差不大的带隙，就像您这个感觉就挺合理的。您这个大概的参数是咋样的您还记得吗，就HSE06 OTFG模守恒，还有什么特别的参数吗

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-4-20 14:30

zhuyl 发表于 2023-4-20 13:47
我还是没有跑出来和您这个类似的，至少能说明是窄带隙的结果。我的理解是，从定量上确实还有很多慢慢调整 ...

task : ElectronicSpectroscopy
spectral_task : BandStructure
continuation : default
comment : CASTEP calculation from Materials Studio
xc_functional : HSE06
spin_polarized : false
opt_strategy : Speed
page_wvfns : 0
cut_off_energy : 544.200000000000050
grid_scale : 1.750000000000000
fine_grid_scale : 2.100000000000000
finite_basis_corr : 0
elec_energy_tol : 1.000000000000000e-006
max_scf_cycles : 100
fix_occupancy : true
metals_method : dm
mixing_scheme : Kerker
mix_charge_amp : 0.200000000000000
mix_charge_gmax : 1.500000000000000
nextra_bands : 0
num_dump_cycles : 0
spectral_nbands : 32
spectral_eigenvalue_tol : 1.000000000000000e-005
calculate_stress : false
calculate_ELF : false
popn_calculate : false
calculate_hirshfeld : false
calculate_densdiff : false
pdos_calculate_weights : false
spectral_write_eigenvalues : true

复制代码

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-20 15:33

卡开发发发表于 2023-4-20 14:30

非常谢谢您，学习到了，我再调整调整。

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-20 16:10

卡开发发发表于 2023-4-20 14:30

确实是赝势有很大问题，我重新分别测试一下了In和Zn的赝势文件，有所改善，只是精度我打算再提高一点，谢谢卡哥

作者
Author: leeru 时间: 2023-4-20 18:22
HSE06不保证可以获得准确的带隙，试试koopmans这个qe的软件包，可以算出与GW一样精度的带隙，而且对IP和EA都算的比较准

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-20 21:38

卡开发发发表于 2023-4-19 13:23
GGA-PBE正常结果gap应该是0 eV（Materials Project结果），如果用你用那个模守恒赝势结果PBE算出来的gap ...

我做了基本的几个赝势测试，在ggapbe下的，像图片里的组合，标黄的组合得到了0.38eV的带隙，但是很纠结总能量很低，包括HSE的两种赝势能量也在-1700eV左右。是不是我应该认为这个黄标的测试是不可靠的呢

作者
Author: zhuyl 时间: 2023-4-20 21:49

leeru 发表于 2023-4-20 18:22
HSE06不保证可以获得准确的带隙，试试koopmans这个qe的软件包，可以算出与GW一样精度的带隙，而且对IP和EA ...

好的谢谢您，我查查这个方面

作者
Author: 卡开发发 时间: 2023-4-21 08:06

zhuyl 发表于 2023-4-20 21:38
我做了基本的几个赝势测试，在ggapbe下的，像图片里的组合，标黄的组合得到了0.38eV的带隙，但是很纠结总 ...

能量稍微高一些意味着更少的电子作为价层参与计算，这种赝势有可能会出现我提到的可转移性比较差，即能够适用的体系比较有限。In-00.recpot的赝势文件当中有相关的一些描述你可以看看，凑数凑出来的gap 0.38 eV不一定合理，有可能能带结构是不正确的。

综合以往测试集，OTFG的USPP很可能给出PBE下比较合理的结果，以及Materials Project上也给出了gap为0的结果，可以进行对照。如果对这些结果也不信任，那么应当使用全电子计算的结果作为参考（例如Wien2K或者ELK），原则上说赝势计算要复现全电子计算的结果，选择赝势也是按照这个原则。

另外这个体系从测试结果上说HSE06没那么糟糕。其他方法本质上都比较接近，HSE的痛点是ω选取仍然是经验性的，但相对来说操作上就稍微黑箱化一些。

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