BaTiO3单胞晶格优化和实验结果差别过大

Iridium-191

各位老师好，我使用CP2K对钛酸钡的四方相晶格执行了晶格优化操作，使用了Cohen-Wu泛函，但是优化得到的晶格常数（4.3，4.3，5.6，单位为埃）极其显著的偏离实验值（3.99，3.99，4.06，单位为埃），与其他文献中使用CP2K获得的计算值（与实验值几乎一致）也差别过于明显。也尝试使用PBE泛函、PBEsol泛函，差别依然十分大。请问产生这种情况的原因可能是什么？输入文件以及输出详见附件，非常感谢各位老师！！

Aridea

晶胞太小用OT不合理，切到diag + k points

Iridium-191

Aridea 发表于 2021-12-22 05:58
晶胞太小用OT不合理，切到diag + k points

非常感谢老师的回复！我今天用了4x4x4的k点网格，使用Cohen-Wu泛函进行计算，但是c轴长度依然显著偏离实验值（0.6埃 ），换用PBE泛函后依然有0.2埃的差距。请问原因是什么？是CP2K软件不适合计算这种体系么？

wolfli369

Iridium-191 发表于 2021-12-22 20:51
非常感谢老师的回复！我今天用了4x4x4的k点网格，使用Cohen-Wu泛函进行计算，但是c轴长度依然显著偏离实 ...

k点选择参考http://bbs.keinsci.com/thread-37-1-1.html。晶格常数偏离0.2A都低于5%了，泛函的误差已经很小了

sobereva

Iridium-191 发表于 2021-12-22 20:51
非常感谢老师的回复！我今天用了4x4x4的k点网格，使用Cohen-Wu泛函进行计算，但是c轴长度依然显著偏离实 ...

CP2K算这种体系毫无问题，别怀疑CP2K

Iridium-191

wolfli369 发表于 2021-12-22 21:55
k点选择参考http://bbs.keinsci.com/thread-37-1-1.html。晶格常数偏离0.2A都低于5%了，泛函的误差已经很 ...

感谢老师的回复和耐心解答！我计算单胞的初衷是检验选用泛函的合理性。实际需要进行计算的体系是5*5*5的包含掺杂元素的钛酸钡超胞。请问这种大晶胞下使用OT算法合理么，使用K点+diag方法实在是耗不起计算量。我应该怎样检验使用泛函的合理性呢？大体系下晶胞常数就没有小体系下那么离谱了，但是还是有一些差别（大概7%左右）

Iridium-191

sobereva 发表于 2021-12-23 13:32
CP2K算这种体系毫无问题，别怀疑CP2K

感谢老师的解答

wolfli369

Iridium-191 发表于 2021-12-24 14:49
感谢老师的回复和耐心解答！我计算单胞的初衷是检验选用泛函的合理性。实际需要进行计算的体系是5*5*5的 ...

大体系OT结构优化有速度优势，使用K点只能只能用DIAG。GGA泛函误差有的能达到能达到10%（论坛里先前有讨论），一般使用cp2k推荐的紧缩基组优化大体系结构都没问题，并且结合OT算法还能提高速度。

Iridium-191

wolfli369 发表于 2021-12-24 18:48
大体系OT结构优化有速度优势，使用K点只能只能用DIAG。GGA泛函误差有的能达到能达到10%（论坛里先前有讨 ...

非常感谢老师的解答，我的问题基本解决了！

Iridium-191

Iridium-191 发表于 2021-12-24 14:49
感谢老师的回复和耐心解答！我计算单胞的初衷是检验选用泛函的合理性。实际需要进行计算的体系是5*5*5的 ...

对于PBE泛函我大概找到问题所在了。PBE泛函在计算铁电体系时会导致较强的“超四方现象”。
参考文献：PHYSICAL REVIEW B 96, 035143 (2017)，DOI: 10.1103/PhysRevB.96.035143
然而为何GGA_X_WC泛函的误差要大于PBE我依然不太理解

Iridium-191

Iridium-191 发表于 2021-12-27 20:02
对于PBE泛函我大概找到问题所在了。PBE泛函在计算铁电体系时会导致较强的“超四方现象”。
参考文献：PH ...

找到问题所在了。
要同时加上GGA_X和GGA_C才行，初学CP2K没有理解各个段落的含义，非常抱歉带来困扰