vasp在计算磁性的实例和讨论

兄弟,问3个问题1,vasp在计算磁性的时候,oszicar中得到的磁矩和outcar中得到各原子磁矩之和不一致,在投稿的是否曾碰到有审稿人质疑,对于这个不一致你们一般是怎么解释的了2,另外,磁性计算应该比较负责;你应该还使用别的程序计算过磁性,与vasp结果比较是否一致,对磁性计算采用的程序有什么推荐;ps：由于曾使用vasp和dmol算过非周期体系磁性,结构对磁性影响非常大,因此使用这两个程序计算的磁性要一致很麻烦;还不敢确定到底是哪个程序可能不可靠;3,如果采用vasp计算磁性,对采用的方法和设置有什么推荐;OSZICAR中得到的磁矩是OUTCAR中最后一步得到的总磁矩是相等的;总磁矩和各原子的磁矩RMT球内的磁矩之和之差就是间隙区的磁矩;因为有间隙区存在,不一致是正常的;2,如果算磁性,全电子的结果更精确,我的一些计算结果显示磁性原子对在最近邻的位置时,PAW与FPLAW给出的能量差不一致,在长程时符合的很好;虽然并没有改变定性结论;感觉PAW似乎不能很好地描述较强耦合;我试图在找出原因,主要使用exciting和vasp做比较;计算磁性推荐使用FP-LAPW,FP-LMTO,FPLO很吸引人不过是商业的,后者是ON算法;3,使用vasp计算磁性,注意不同的初始磁矩是否收敛为同一个磁矩;倒没有特别要注意的地方,个人认为;归根结底,需要一个优秀的交换关联形式出现VASP计算是否也是像计算DOS和能带一样要进行三步结构优化,静态自洽计算,非自洽计算,然后看最后一步的出的磁矩呢一直想计算固体中某个原子的磁矩,根据OUTCAR的结果似乎不能分析,因为它里面总磁矩跟OSZICAR的值有一定的差别,据说是OUTCAR中只考虑WS半径内磁矩造成的;最近看到一个帖子说是可以用bader电荷分析方法分析原子磁矩;如法炮制之后发现给出的总磁矩与OSZICAR的结果符合的甚好,可是觉得没有根据,有谁知道这样做的依据吗,欢迎讨论设置ISPIN=2计算得到的态密度成为自旋态密度;设置ISPIN=2就可以计算磁性,铁磁和反铁磁在MAG里设置;最后得到的DOS是分up和down的;磁性计算　2006-12-0321:02标签：-　分类：·磁性计算  顺磁,意味进行non-spinpolarized的计算,也就是ISPIN=1;铁磁,意味进行spin-polarized的计算,ISPIN=2,而且每个磁性原子的初始磁矩设置为一样的值,也就是磁性原子的MAGMOM设置为一样的值;对非磁性原子也可以设置成一样的非零值与磁性原子的一样或零,最后收敛的结果,非磁性原子的local磁矩很小,快接近0,很小的情况,很可能意味着真的是非磁性原子也会被极化而出现很小的local磁矩; 反铁磁,也意味着要进行spin-polarized的计算,ISPIN=2,这是需采用反铁磁的磁胞来进行计算,意味着此时计算所采用的晶胞不再是铁磁计算时的最小原胞;比如对铁晶体的铁磁状态,你可以采用bcc的原胞来计算,但是在进行反铁磁的Fe计算,这是你需要采用sc的结构来计算,计算的晶胞中包括两个原子,你要设置一个原子的MAGMOM为正的,另一个原子的MAGMOM设置为负,但是它们的绝对值一样;因此在进行反铁磁的计算时,应该确定好反铁磁的磁胞,以及磁序,要判断哪种磁序和磁胞是最可能的反铁磁状态,那只能是先做好各种可能的排列组合,然后分别计算这些可能组合的情况,最后比较它们的总能,总能最低的就是可能的磁序;同样也可以与它们同铁磁或顺磁的进行比较;了解到该材料究竟是铁磁的、还是顺磁或反铁磁的;亚铁磁,也意味要进行spin-polarized的计算,ISPIN=2,与反铁磁的计算类似,不同的是原子正负磁矩的绝对值不是样大;非共线的磁性,那需采用专门的non-collinear的来进行计算,除了要设置ISPIN,MAGMOM的设置还需要指定每个原子在x,y,z方向上的大小;这种情况会复杂一些;参杂Co原子的CdS稀磁半导体的态密度计算1.2.31.结构优化System=CdSENCUT=500;ISTART=0;ICHARG=2;GGA=91;ISPIN=2VOSKOWN=1ISMEAR=-5;SIGMA=;NSW=165IBRION=2;ISIF=3;POTIM=;EDIFF=1E-4;EDIFFG=-1E-2;LREAL=AutoPREC=Accurate2.静态自洽计算得到体系的总磁矩OZICAR最后一行MAG=System=CdS-CoENCUT=500;ISTART=0;ICHARG=2;GGA=91;ISMEAR=-5;SIGMA=;ISPIN=2VOSKOWN=1NSW=165IBRION=1;ISIF=3;POTIM=;EDIFF=1E-5;EDIFFG=-1E-3;LREAL=AutoPREC=Accurate3.静态非自洽计算得到自旋态密度以及体系的总磁矩OZICAR最后一行MAG=磁矩与2中的相同System=CdS-CoENCUT=500;ISTART=0;ICHARG=11;GGA=91;ISMEAR=-5;SIGMA=;ISPIN=2VOSKOWN=1LORBIT=10NSW=165IBRION=2;ISIF=3;POTIM=;EDIFF=1E-5;EDIFFG=-1E-3;LREAL=AutoPREC=AccurateNPAR=1做铁磁计算或者反铁磁计算需加MAGMOM参数晶胞中只有一种原子时：MAGMOM=2m3铁磁计算2m是总的原子数,3是每个原子初始磁矩的大小MAGMOM=m-3m3反铁磁计算Typesofspinorderinginperovskiteoxides铁磁FM反铁磁AFMA-type:       Theintra-planecouplingisferromagneticwhileinter-planecouplingisantiferromagnetic.C-type:       Theintra-planecouplingisantiferromagneticwhileinter-planecouplingisferromagnetic.G-type:       Bothintra-planeandinter-planecouplingareantiferromagnetic.磁结构的计算标题：浏览：95  评论：0顺磁,意味进行non-spinpolarized的计算,也就是ISPIN=1;铁磁,意味进行spin-polarized的计算,ISPIN=2,而且每个磁性原子的初始磁矩设置为一样的值,也就是磁性原子的MAGMOM设置为一样的值;对非磁性原子也可以设置成一样的非零值与磁性原子的一样或零,最后收敛的结果,非磁性原子的local磁矩很小,快接近0,很小的情况,很可能意味着真的是非磁性原子也会被极化而出现很小的local磁矩;反铁磁,也意味着要进行spin-polarized的计算,ISPIN=2,这是需采用反铁磁的磁胞来进行计算,意味着此时计算所采用的晶胞不再是铁磁计算时的最小原胞;比如对铁晶体的铁磁状态,你可以采用bcc的原胞来计算,但是在进行反铁磁的Fe计算,这是你需要采用sc的结构来计算,计算的晶胞中包括两个原子,你要设置一个原子的MAGMOM为正的,另一个原子的MAGMOM设置为负,但是它们的绝对值一样;因此在进行反铁磁的计算时,应该确定好反铁磁的磁胞,以及磁序,要判断哪种磁序和磁胞是最可能的反铁磁状态,那只能是先做好各种可能的排列组合,然后分别计算这些可能组合的情况,最后比较它们的总能,总能最低的就是可能的磁序;同样也可以与它们同铁磁或顺磁的进行比较;了解到该材料究竟是铁磁的、还是顺磁或反铁磁的;NUPDOWN设置为一个为非0而且非-1的数,就是相当是将在自洽迭代循环的计算过程加了一个限制,即限制自旋向上和自旋向下的电子数之差为一个固定的值,对应的就是给体系设置一个固定的总磁矩;具体在程序里面实现起来,量子化学的程序比如Gaussian和广泛用于固体物理的第一原理程序比如WIEN2K略有不同;,,,,最近遇到一个问题,如何计算不同的磁性结构如铁磁结构,反铁磁结构,亚铁磁结构;vasp教程上有说明,设置ISPIN=2,MAGMOM=......,这样来说,计算铁磁结构只需要把各个原子的磁矩方向设为一致,如,都为正值就可以了；计算反铁磁结构只需要把不同子子晶格的原子磁矩方向设为相反,如,一正一负就可以了；计算亚铁磁结构或许还要用到NUPDOWN;但是有个问题,我做了一个亚铁磁结构的计算,初始MAGMOM设置了有正有负的原子磁矩,没有设置NUPDOWN值,而优化出来的结果里各个原子的磁矩却是按同一方向排列的也就是说没有得到我想要的亚铁磁结构;如果要设置NUPDOWN进行强制总磁矩的话,又不知道这个值该设成多大非常希望各位多给意见,只要是有相关内容的回帖都送金币;定义:自旋多重度spinmultiplicity＝2S+1,S=n1/2,n为单电子数;所以,关键是单电子的数目是多少;当有偶数个电子时,例如O2,共有16个电子,那么单电子数目可能是0,即8个alpha和8个beta电子配对,对应单重态,但是也可能是有9个α电子和7个β电子,那么能成对的是7对,还剩2个α没有配对,于是n=2,对应的是多重度3;同理还可以有多重度5,7,9,...一般而言,是多重度低的能量低,最稳定,所以,一般来说,偶数电子的体系多重度就是1;但是也有例外,如果O2就是一个大家都知道的例子,它的基态是三重态,其单重态反而是激发态;所以,总结一下,就是电子数目是偶数,未成对电子数目n=0,2,4,6,...自旋多重度是1,3,5,7,...电子数目是奇数,未成对电子数目n=1,3,5,7,...自旋多重度是2,4,6,8,...多数情况是多重度低的能量低,有时特别是有“磁”性的时候,例如顺磁的O2,以及Fe啊什么的,可能会高多重度的能量低;