QE中Ni/MgAl2O4结构优化计算中关于nspin设置和Ni的DFT+U中U的设置？

风飞

老师，您好,         
   1. 请问在使用QE软件优化Ni/MgAl2O4(单子Ni在MgAl2O4(111)的吸附）的结构时，是否需要通过设置nspin来进行自旋极化计算呢(QE中nspin默认的是1)？以及Ni的DFT+U的U设置多少合适？

   1）我隐约记得曾经看到有些资料说：磁性金属在计算的时候需要加nspin.
   2）关于Ni的U值，我在QE的例子中看到关于Ni的U值设置：有的没有设置+U，有的设置U=2，有的设置U=1d*-8  ,文献中关于Ni的U值也不一样，有些没设置，有些设置U为4

   2. 计算步骤：结构优化（relax）------scf计算--------nscf计算，用于进一步分析DOS，PDOS，以及Bader电荷。
     请问如果在relax计算的时候加了nspin以及DFT+U,在随后的scf和nscf计算时候是否也要加nspin和DFT+U呢？   




      

卡开发发

1、默认是nspin=1，U对于不同化学环境应该有不同的值，可以找文献也能够自己算（比如线性响应方法）。
1）磁性体系（不一定是磁性金属，比如O2）就应该设置nspin=2且猜测磁矩。
2）例子只是用来参考的，不表示参数一定合理。
2、原则上都应该通过+U来进行修正来消除plain DFT引进的自作用导致的误差。

风飞

卡开发发 发表于 2020-12-27 01:39
1、默认是nspin=1，U对于不同化学环境应该有不同的值，可以找文献也能够自己算（比如线性响应方法）。
1） ...

嗯，好的 谢谢老师

风飞

卡开发发 发表于 2020-12-27 01:39
1、默认是nspin=1，U对于不同化学环境应该有不同的值，可以找文献也能够自己算（比如线性响应方法）。
1） ...

老师，请问磁矩的猜测怎样猜呢？
我看到很多磁矩都是计算出来的，此外，Material project数据库中能Ni晶胞的磁矩，是否可以作为参考呢？
此外，我在使用BURAI构建QE的输入文件时，会自动输出Ni猜测的磁矩：  5.00000e-01  ，Ni的U值： 1.00000e-08 以及nspin=2   请问可以直接用这个吗？

卡开发发

风飞 发表于 2020-12-29 20:47
老师，请问磁矩的猜测怎样猜呢？
我看到很多磁矩都是计算出来的，此外，Material project数据库中能Ni晶 ...

磁矩一般得先看体系，比如文献上的说明（包括Matertials Project）、实际测量等，至少得知道大致磁序来进行初始猜测，这样不至于反铁磁的算成铁磁性或是其他错误。另外，个别体系存在高低自旋的情况，低自旋体系就不能把磁矩猜测过大，否则可能会收敛到高自旋态的结果。

不可以直接用，比如常规情况下，NiO的体系Ni可能是反铁磁的，而FCC的Ni是铁磁的，程序不见得全都能正确给出磁矩的情况；其次，也看赝势，QE设置磁矩是按照原子自旋极化度这个值来设置的，也就是(n_alpha-n_beta)/(n_alpha+n_beta)来定义的，这样1是价电子全部spin up，-1是价电子全部spin down，但是对于是否有半芯态的情况哪怕磁矩相同自旋极化度也会是不同的，因为n_alpha+n_beta变了；以及U=1e-8相当于没有使用U。