关于掺杂体系DFT+U的一些问题

jing@lll · 发表于 Post on 2022-7-6 20:51:42

请问各位大神，本人计算的是Na离子电池正极材料的非金属掺杂，体系中含有V元素，掺杂为将体系中的部分O原子替换为Cl原子。
在结构优化，pdos等计算过程中，参考文献里的U值，设定替换前的U=4，J=0，对V原子修正
在将O原子替换为Cl原子后，根据另外一篇与我替换后体系相近的文献，对V原子的修正更改为U=5,J=1
我的问题是，掺杂前后体系Ueff均等于4，且在INCAR中设置LDATYPE=2，为了对比掺杂前后带隙，及Na离子脱嵌电压等性质时，这样设置是否合理？V原子所处体系不同，对U值的影响会很大吗？

丁越 · 发表于 Post on 2022-7-7 09:00:19

本帖最后由丁越于 2022-7-7 09:01 编辑

U值依赖所处的化学环境，计算U值一般有两种方法，要么调整U值凑杂化泛函（HSE06）/实验的带隙，或者是利用线性响应去做（参考这里的讨论http://bbs.keinsci.com/thread-6299-1-1.html）。QE中的DFPT方法计算U值在程序压缩包里的HP文件夹内都有详细的官方介绍和案例。一般情况下我们所说的DFT+U都是使用Dudarev版本，这里的U值其实是U_eff=U-J。看看下面的图片介绍：

jiangning198511 · 发表于 Post on 2022-7-7 09:27:28

本帖最后由 jiangning198511 于 2022-7-7 11:46 编辑

我的建议是如果涉及能量计算，最好统一U值，比如Na离子脱嵌过程中，金属元素的化学环境应该有所变化，但如果你选择了不同的U值，则计算出的电压(能量差)就包含由于U的不同引起的差异，所以这时还是统一为一个U值。至于掺杂前后的U值是否应该变化，我看过的文献一般也都采用统一的值，例如钴酸锂体系，掺杂前后 Co的U值一般都是一样的，以上供参考

jing@lll · 发表于 Post on 2022-7-7 10:00:31

jiangning198511 发表于 2022-7-7 09:27
我的建议是如果涉及能量计算，最好统一U值，比如Na离子脱嵌过程中，金属元素的化学环境应该有所变化，但如 ...

谢谢前辈您的回复，我最终决定还是前后U值统一来计算了

jing@lll · 发表于 Post on 2022-7-7 10:01:00

丁越发表于 2022-7-7 09:00
U值依赖所处的化学环境，计算U值一般有两种方法，要么调整U值凑杂化泛函（HSE06）/实验的带隙，或者是利用 ...

好的嘞，谢谢您的分享，我仔细看一下

Tang-Tommy · 发表于 Post on 2023-10-19 15:35:50

你好，您的体系统一了U值会出现计算能量不一样的结果吗？

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