VASP使用meta-GGA泛函中的SCAN泛函的优劣势是啥？

successjiang

我想请教一些泛函设置的问题，我算的体系是d或者f族过渡金属参杂过渡金属氧化物的体系。我想用比GGA泛函更高的meta-GGA泛函来计算获得一些高质量的数据点，SCAN泛函是首选。问题如下，（1） SCAN泛函比常规的PBE泛函计算成本大概增加多少呢？对于50个左右的原子的体系，主要就是计算一些吸附能以及解析电子结构信息，这个计算成本是否不可接受？
（2）SCAN泛函精度要比PBE泛函同等条件下精度提高多少呢？这样的性价比是否值得？
（3）我看VASP-wiki上有关meta-GGA泛函的设置有提到，POTCAR需要额外包含动能（kinetic）信息，我们常规用PBE泛函时候的POTCAR是否可以？如果不可以，这样的POTCAR又该如何产生？
（4）关于色散矫正的问题。我看官网介绍，使用SCAN泛函一般采用SCAN+rVV10的色散矫正，我想问可否就采用SCAN+D3(BJ)的矫正呢？
（5）关于d族f族过渡金属U值的选取，SCAN泛函计算下是否需要和PBE泛函下加同样的U值呢？
恳请赐教，不胜感激！

sobereva

(1)实测便知。CP2K里meta-GGA普遍比GGA贵一倍
(2)看具体体系、具体问题，没法一概而论。电子结构方面不见得会有什么改进。另外，物理吸附适合optB88-vdW、MN15L，化学吸附适合BEEF-vdW、revPBE。
(3)原理上PBE的赝势并不完全适用于SCAN。CP2K开发者都已经搞了SCAN专用的GTH势
(4)可以。但对于原子带电荷较高的情况大概率不如rVV10，也未必比PBE+D3(BJ)强。顺带一提，今年已经有人在JCP上提出了r2SCAN+D4了

卡开发发

1、SCAN昂贵的点其实不仅是考虑动能密度，相对于MN15L而言，对网格的依赖会更强，因此要预留足够的密度网格尺寸（如PREC或ENAUG最好做好测试）。
3、必须得包含kinetic的字段，我看下来2007后的那些版本的POTCAR不少应该都能包含。至于PBE的PAW能否用于SCAN，原则上用SCAN去做出来的PAW或者赝势肯定有更好的全电子再现性，但PBE的PAW也并非完全不能用，只是建议还是要做好测试。
4、SCAN原则上可以使用D3BJ修正，但未见其D3参数。
2、5如果你要解决gap问题，SCAN的作用基本上微乎其微，DFT+U该考虑还是得考虑。

wth1219

卡开发发 发表于 2021-4-20 10:38
1、SCAN昂贵的点其实不仅是考虑动能密度，相对于MN15L而言，对网格的依赖会更强，因此要预留足够的密度网格 ...

稍微补充一点，SCAN泛函的D3(0)和D3(BJ)参数可见于Grimme课题组的GMTKN55测试集，其中亦有其原始文献出处。（http://pubs.rsc.org/en/Content/A ... 04913G#!divAbstract）

卡开发发

wth1219 发表于 2021-4-20 23:10
稍微补充一点，SCAN泛函的D3(0)和D3(BJ)参数可见于Grimme课题组的GMTKN55测试集，其中亦有其原始文献出处 ...

哈哈哈哈，合着我DFT-D3的源码⑧了一遍也没找到。
这文献的SI里面确实有，不过要小心的是因为VASP不内置，所以需要手动指定一下参数。

nemolee

1.我感觉三倍耗时起步，一般机时够用的话还是能接受的。
2.以优化结构为例，PBE+DFTD3得到的晶格参数误差普遍要达到5%甚至更多，SCAN+rVV10的话，配合足够的ENCUT、PREC、ADDGRID以及KPOINTS，是可以做到1%以内的。性价比看需求了。
3.不一定，比如Li的POTCAR可以，但Li_sv不行，缺少kinetic energy-density，mkinetic energy-density pseudized，kinetic energy density (partial)。建议选用GW的赝势，用之前用grep检查一下。
4. 应该不如SCAN+rVV10效果好。
5. SCAN对bandgap没啥效果，跑不动的话就+U，跑得动上GW吧。

shinkon

卡开发发 发表于 2021-4-20 10:38
1、SCAN昂贵的点其实不仅是考虑动能密度，相对于MN15L而言，对网格的依赖会更强，因此要预留足够的密度网格 ...

老师，我想请教一下，是不是所有metagga都需要使用带kinetic的potcar？比如我做的是mbj，是否也需要

卡开发发

shinkon 发表于 2022-8-27 01:58
老师，我想请教一下，是不是所有metagga都需要使用带kinetic的potcar？比如我做的是mbj，是否也需要

要。