计算反铁磁NiO时的惯用胞原胞应该如何取

ahxb

岩盐型NiO的磁基态是反铁磁态，与[111]晶面平行的Ni原子平面的磁矩相同，如下面这张来自Phys. Rev. B 100, 144307 (2019)的图所示。
然而，这张图中显示的位于8个顶点位置的Ni原子（实际为同一个Ni原子）磁矩不完全相同（4个向上，4个向下），这给取晶胞做DFT计算带来了困难。类似的情况也出现在取NiO原胞做DFT计算中，但上面提到的这篇文章这样取了原胞，并计算了声子等性质。VASP官网上提供的NiO算例则取了一个不同的NiO原胞，这个原胞中显示的处于顶点位置的8个Ni原子磁矩方向是相同的，符合NiO的基态磁排列。
我的问题是：对于磁性体系，在进行DFT计算时是否必须根据磁矩排列取晶胞？

卡开发发

这张图中显示的位于8个顶点位置的Ni原子（实际为同一个Ni原子）磁矩不完全相同（4个向上，4个向下），这给取晶胞做DFT计算带来了困难。

图中的结构顶点上的原子有上有下，这样基本上不可能用图上的结构作为惯用胞，要做成2×2×2的结构才能正确表达，但实际上这样再考虑对称性，这个2×2×2的晶胞也不对应于惯用胞，有更小的结构，即考虑磁性引起对称破缺后的惯用胞，其原胞就是VASP官网给出的那样。

对于磁性体系，在进行DFT计算时是否必须根据磁矩排列取晶胞？

如果按照上面的图来取结构肯定实现不了，你可以使用2×2×2的结构，也可以用对应的惯用胞或原胞，态密度和其他物理量计算应该没什么影响。

ahxb

卡开发发 发表于 2025-5-26 15:18
图中的结构顶点上的原子有上有下，这样基本上不可能用图上的结构作为惯用胞，要做成2×2×2的结构才能正 ...

感谢您的回复，看来即使是PRB上的计算也不可尽信。

卡开发发

ahxb 发表于 2025-5-27 09:49
感谢您的回复，看来即使是PRB上的计算也不可尽信。

或许文献只是展示图或是表达的方式有问题。从一些实验，比如XRD的角度说，没办法区分那种原子的磁不等价，另外就是在有限温度下可能也不完全是AFM的，这种情况实验得到的惯用胞就是NaCl那样。