CASTEP几何优化晶体结构时，优化前后晶胞参数（角度，长度，体积）发生较大变化的问题

昆明十一

【01-软件】MS-Castep 2017R2

【02-Task】Geomertry Optimization

【03-计算对象】磁黄铁矿原胞：30个原子 [Fe14S16]

【04-计算参数设置】

GGA+PBE；

Energycutoff: 330 eV

Spin Polarized:YES

Useformal spin as initial: YES

UseLDA+U: YES

我做了两个条件的测试：条件如下图所示：

优化晶胞-1：勾选Optimize Cell+不勾选Fix Cell Volume，角度变化较小，但是棱长和体积参数变化较大（5%，13%+），计算耗时约8小时；体系能量最低-16924.3692eV；

优化晶胞-2：勾选Optimize Cell+勾选Fix Cell Volume，固定体积不变，棱长和角度变化控制在5%以内，计算耗时13小时，且体系能量为-16923.2013eV，没有比优化晶胞-1的-16924.3692eV低。

【05-问题归纳】

（1）为什么在做几何优化计算时，勾选与不勾选优化晶胞选项（Cell Optimization），以及勾选与不勾选Fix Volume选项之后，晶胞参数（角度，棱长，体积）会有这么大的变化？？？这是什么原因导致的？如何解决这个问题？

（2）如何平衡晶胞参数，能量最低，以及计算耗时三者的关系？有经验可以分享吗？

附上三个测试条件的收敛曲线

原胞

优化晶胞-1

优化晶胞-2

昆明十一

卡开发发 发表于 2021-10-15 01:53
1、动能截断和k点是否做了收敛性测试？330eV对含Fe的体系其实很低，推荐的动能截断通常偏低。
2、DFT+U通 ...

谢谢大佬的答疑！

卡开发发

1、动能截断和k点是否做了收敛性测试？330eV对含Fe的体系其实很低，推荐的动能截断通常偏低。
2、DFT+U通常可能会导致晶格偏大，目前也只能寄托于一些误差抵消（方法可靠的情况下），比如考虑DFT-D等。
3、赝势方面更推荐OTFG超软赝势，而不是老的超软赝势。
4、优化出来结果不符合实验建议从参数方法排查原因，尽量不要优先考虑固定坐标晶格。