QE自洽计算不收敛

X.LLJ

各位老师，帮忙看看，我跑QE结构优化总是自洽计算失败
iteration # 50     ecut=    25.00 Ry     beta= 0.40
     Davidson diagonalization with overlap
     ethr =  1.00E-02,  avg # of iterations =  6.0

     negative rho (up, down):  1.002E+03 1.001E+03

     total cpu time spent up to now is      784.0 secs

     total energy              =   14000.21887795 Ry
     estimated scf accuracy    <   18862.68460836 Ry

     total magnetization       =    -1.39 Bohr mag/cell
     absolute magnetization    =  3484.46 Bohr mag/cell

     End of self-consistent calculation


     convergence NOT achieved after  50 iterations: stopping

     Writing config to output data dir ./out/mn100.save/ :
     XML data file, charge density

这是输出文件，我跑了50步结构优化
&CONTROL
    calculation   = "vc-relax"
    forc_conv_thr =  1.00000e-03
    max_seconds   =  1.72800e+05
    nstep         = 50
    pseudo_dir = "/home/y/pslibrary/pbe/PSEUDOPOTENTIALS/"
    prefix = "mn100"
    outdir = "./out/"
    restart_mode  = "from_scratch"
/

&SYSTEM
    a                         =  2.85692e+00
    b                         =  4.44433e+00
    c                         =  3.28275e+01
    cosab                     =  6.12323e-17
    cosac                     =  6.12323e-17
    cosbc                     = -3.64396e-02
    degauss                   =  1.00000e-02
    ecutrho                   =  2.25000e+02
    ecutwfc                   =  2.50000e+01
    ibrav                     = 14
    nat                       = 18
    nspin                     = 2
    ntyp                      = 2
    occupations               = "smearing"
    smearing                  = "gaussian"
    starting_magnetization(1) =  0.00000e+00
    starting_magnetization(2) =  2.00000e-01
/

&ELECTRONS
    conv_thr         =  1.00000e-06
    electron_maxstep = 50
    mixing_beta      =  4.00000e-01
    startingpot      = "atomic"
    startingwfc      = "atomic+random"
/

&IONS
    ion_dynamics = "bfgs"
/

&CELL
    cell_dofree    = "all"
    cell_dynamics  = "bfgs"
    press          =  0.00000e+00
    press_conv_thr =  5.00000e-01
/

K_POINTS {automatic}
4  3  1  0 0 0

ATOMIC_SPECIES
O2-    15.99940  O.pbe-n-kjpaw_psl.1.0.0.UPF
Mn4+   54.93805  Mn.pbe-spn-rrkjus_psl.1.0.0.UPF


ATOMIC_POSITIONS {angstrom}
O2-     1.428462   2.575787  13.827913
O2-     0.000000   0.390508  13.283142
Mn4+    1.428462   3.909361  12.494968
O2-     0.000000   3.067839  11.566038
O2-     1.428462   0.555925  10.937825
Mn4+    0.000000  -0.285597  10.008895
O2-     1.428462   3.233257   9.220721
O2-     0.000000   1.047977   8.675950
Mn4+    1.428462   1.936218   7.842025
O2-     0.000000   2.824459   7.008100  0 0 0
O2-     1.428462   0.639180   6.463329  0 0 0
Mn4+    0.000000   4.158033   5.675155  0 0 0
O2-     1.428462   3.316511   4.746225  0 0 0
O2-     0.000000   0.804597   4.118012  0 0 0
Mn4+    1.428462  -0.036925   3.189082  0 0 0
O2-     0.000000   3.481929   2.400908  0 0 0
O2-     1.428462   1.296650   1.856136  0 0 0
Mn4+    0.000000   2.184890   1.022212  0 0 0
这是我完整的输入文件

ultramanm87

二氧化锰？用SSSP的赝势或者gbrv的超软试试

Freeman

你用的是paw赝势吧？我用paw算自旋极化体系也是这样不收敛。解决方法是，先少几个电子，算个nspin=1的任务，作为初猜；收敛之后，再以此为基础做自旋极化计算。

第一步：
非自旋极化 nspin=1
少了几个电子 tot_charge=xxxx，具体少几个电子取决于体系
设置总轨道数nbnd为一个大于占据轨道个数的数
不写magnetization相关选项

第二步：nspin=2
不写tot_charge
nbnd和第一步一样
写magnetization相关选项
读取已有的轨道 startingwfc = 'file'，但不要设startingpot

以上是一般的思路。不过你这个体系是（反）铁磁性的吧？恐怕更复杂一些。

为什么要设置总轨道数？因为第二步比第一步多一个电子，如果第一步不多设几个空轨道，第二步多出来的电子就没轨道放了。如果你用smearing，qe会自动加几个空轨道，但是第一步和第二步自动加的空轨道数不一定一样，导致第一步算出来的初猜的轨道个数跟第二步不匹配，可能有麻烦。所以我习惯自己设定一个固定的数。这个数要够大，smearing才能有效加速收敛，我习惯用总占据轨道数+100。

另外，电子步（自洽）和离子步（结构优化）要分清楚。电子步要收敛，才走一个离子步。你这个是电子步不收敛，还没进行到离子步去。

卡开发发

到了50步estimated scf accuracy都还那么大，早就该停下来改参数了，基本上10步这么大就已经是SCF很难正常了。如果你的磁序设置是合理的话，有可能需要下调density mixing的参数（也就是mixing_beta），如果还不行或许可以试试把mixing_mode换掉。

额外的问题，25Ry的动能截断对Mn体系可能偏低，另外或许MnO体系应该要考虑DFT+U。

X.LLJ

ultramanm87 发表于 2024-11-29 00:03
二氧化锰？用SSSP的赝势或者gbrv的超软试试

好的

X.LLJ

卡开发发 发表于 2024-11-29 17:33
到了50步estimated scf accuracy都还那么大，早就该停下来改参数了，基本上10步这么大就已经是SCF很难正常 ...

截断能确实低了些，我后面用70的

X.LLJ

Freeman 发表于 2024-11-29 16:50
你用的是paw赝势吧？我用paw算自旋极化体系也是这样不收敛。解决方法是，先少几个电子，算个nspin=1的任务 ...

算了，不算自旋极化了，增加计算量，电子数量方法这个我试试