Vasp 我所用第一原理是基于密度泛函(DFT)的从头计算,是以电子密度作为基本变量(HK 定理),通过求解 kohn-sham 方程,迭代自洽得到体系的基态电子密度,然后求体系的基态性质。还有一种是基于 hartree-fock 自洽计算,通过自洽求解 HF 方程,获得体系的波函数,求基态性质。KS 方程的计算水平达到了 HF 水平,同时还考虑了电子间的交换关联作用。 关于 DFT 中密度泛函的 Fu nction 其实是交换关联泛函,包括 LDA,GGA,杂化泛函等等。一般 LDA 为局域密度近似,在空间某点用均匀电子气密度作为交换关联泛函的唯一变量,多数为参数化的 CA-PZ 方案;GGA 为广义梯度近似,不仅将电子密度作为交换关联泛函的变量,也考虑了密度的梯度为变量,包括 PBE,PE.RPBE 等方案。 在处理计算体系中原子的电子态时有两种方法,一种是考虑所有电子叫做全电子法,比如WIEN2K 中的 FLAPW 方法(线性缀加平面波);另一种是只考虑价电子而把芯电子和原子核构成离子实放在一起考虑即赝势法,一般贋势法是选取一个截断半径,截断半径以内波函数变化较平滑,和真实的不同,截断半径以外则和真实情况相同,而且贋势法得到的本征值和全电子法应该相同。贋势的测试标准应是贋势与全电子法计算结果的匹配度,而不是贋势与实验结果的匹配度,因为和实验结果的匹配可能是偶然的。 关于 Ecu t 的收敛测试。一般情况下,总能相对于不同 Ecu t 做计算,当截断能增大时总能变化不明显即可。但是在需要考虑体系应力时,还需要对应力进行收敛测试,而且应力相对于截断能要比总能更为苛刻。也就是某个截断能下总能已经收敛了,但应力未必收敛。 (力的计算是在能量的基础上进行的,能量对坐标的一阶导数得到力。计算量的增大和误差的传递导致力收敛慢。) K 点也是需要经过测试的。 何时需要考虑自旋?例如 BaTiO3 中,三个元素分别为=+2,+4,-2 价,离子全部为各个轨道满壳层的结构,此时就不必考虑自旋了。对于 BaMnO3 中,由于 Mn+4 价时 d 轨道还有电子但未满,因此需要考虑 Mn(4s23d5)的自旋,Ba 和 O 就不必考虑。其实设定自旋就是给定一个原子磁矩的初始值,只在刚开始计算时作为初始值使用。 几何优化包括晶格常数和原子位置的优化,一般情况下也有不优化几何结构直接计算电子结构的,但是对于缺陷形成的计算则往往要优化。 软件大致分为基于平面波的软件,如 CASTEP,PWSCF.ABINIT 等,计算量大概和体系原子数目...