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本帖最后由 Liu_wd 于 2024-12-30 16:56 编辑
我现在在做RuO2的磁性计算,根据现在的实验,RuO2是一个(交错)反铁磁性材料,即意味着相邻的Ru自旋方向相反,对于电子结构计算来说氧化物的计算中往往需要通过DFT+U的方式才能"产生"磁性,对于RuO2来说,我采用了线性响应定律来进行计算其的U值,当然我将其括成了2*2*2的超胞,进行计算得到的结果是5.02eV。这似乎对于一个4d过渡金属氧化物来说有点高了,但我翻阅了一些资料,发现一些书(包括提出线性响应定律的那篇文献)并没有提到这个情况。我尝试算了正常晶胞的结果和3*3*3晶胞的结果,得到的结果为5.76eV和4.98eV,看上去U理应取5eV,但是这似乎在物理上不合理。相关文献认为其U值不应超过2eV,因为4d元素关联能较小,希望懂的同学能提供一些经验和建议。或者如果了解线性响应定律不适用情况的同学能给我推荐份文献,拜谢!
补充:
1.我的输入文件以及RuO2的晶格结构(蓝色和红色代表不同自旋方向的Ru,绿色即为O)放在附件中,线性响应定律的具体过程使用了王素云老师写的代码Ueff_VASP,我对其代码进行了一定的检查,以及使用VASP的案例NiO进行了计算,得到的结果是符合的。
2.在超胞中我仍然用了单胞的KPOINTS,虽然我看了一些博客表示超胞可以降KPOINTS的密度,但因为我是VASP的初学者,暂时没敢这么做,同时出于我对基础物理的理解,由于RuO2本身是导电的,且其导电性可能来自O的2p电子和Ru的4d电子(如果假定U=5eV可以得到响应能带图证明我的结论,已经把用U=5eV的能带图附上),我害怕如果降低KPOINTS可能会导致我对费米面的计算不精确,影响到该材料的磁性(这是来自迅游磁性理论,一个导体磁性与其在费米面处的态密度影响较大)。虽然计算量大了很多但我想应该精度上不会有损失。
3.我想过别的办法来确定RuO2的U值,但RuO2本身是金属,并不能用能隙去拟合,现在有实验测出其原子磁矩为0.05uB,但这是在室温测的,这可能与RuO2在0K下计算的结果不同。我也对这个结果进行了模拟,发现无法拟合,因为随着U增加,原子磁矩从一直是0突然跳变到了0.5uB左右。
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