关于收敛性测试和SCF收敛的一些问题

Toussaint

题主最近正在阅读DFT计算的相关资料，以期更加深入了解DFT中各项计算参数的意义和作用，最近对k点取值和截断能有了一定的认识，相对之前出于软件入门(Materials studio)计算的体系结果进行更加严谨的修正，一、首先是收敛性测试如何下手，有以下几点问题：
1.对于截断能的测试，我看到资料说VASP的赝势文件会对每个原子的最低截断能进行说明，而MS中截断能有COARSE, MEDIUM,FINE,ULTRAFINE多种选项，在测试截断能的时候应该以其默认给出的哪个值作为起点来进行测试呢？
2.对于k点取值，非立方晶胞中BZ的三个基矢不相等，三个方向取值的一般方法是什么？是保证三个方向取点数的线密度相似吗？（即假设b1，b2，b3三个方向的取点数为m，n，q，得m/|b1| = n/|b2| = q/|b3| ）
3.k点测试过程中一般按照什么样的k点数间隔来进行测试？我能想到的是三个方向分别+1，比如初始k点为2*1*3，接下来分别测试3*2*3，4*3*4，希望大佬指点一二。
4.对于涉及的扩为超晶胞的计算，资料中指出一般可以先用单个原胞测试，超胞计算按照相同的截断能和k点密度（按比例缩小k点取值数）即可保证一致的收敛精度，我的理解正确吗？
5.最重要的一个问题，因为很多时候需要先进行几何优化，再进行进一步能量计算或性质计算，但是几何优化很多时候费时很长，如果进行收敛性测试，需要对几何优化后的total energy进行测试，还是只需要进行energy的任务，对其total energy进行比较即可？
二、对于SCF难收敛的问题，我也看到过论坛里卡卡老师的讲解，在面临SCF难收敛的问题时首先应该提高截断能，其次可以尝试降低charge mixing amplitude 和 smearing的值，（官方给出的回答中还提到降低DIIS history list的值也可能帮助收敛）
1.我的理解是这些方法均是为了提高自洽场计算的精度来帮助收敛，当这些参数的调试达到什么样的程度仍不能收敛时才考虑将minimizer 改为All Band？（官方给出的回答中All band方法计算量是density mixing的三倍）
2.题主在进行一个体系的计算时遇到了SCF在500圈后仍不能收敛的问题，因为截断能是参考文献的，所以没改截断能（如果重新做应该先进行收敛性测试，因为和文献使用的赝势不同），而是尝试改小了charge（0.5->0.2）（smearing=0.1eV，我觉得默认值已经够小所以没有更改）仍不收敛，所以使用了All band方法，得到了收敛的结果，但是计算时长很长，所以一直很纠结是不是可以通过一些努力提高density mixing的收敛性，望大佬指点一二。
题主刚刚入门DFT，短时间内问题很多，心里比较纠结......，很多问题很小白，但是真的无从下手......., 希望大佬们可以耐心指点一二，或者提供相关案例以供学习，感谢！！！
@卡开发发 感谢大佬对之前问题的解答！！！

柴田淳

针对第四个问题，题主有答案了吗

sobereva

柴田淳 发表于 2023-8-9 14:52
针对第四个问题，题主有答案了吗

1L对第4点的理解没错

Huhu！

请问题主对于收敛性测试的问题有答案了吗？