VASP 自旋軌道耦合計(jì)算

1、VASP自旋軌道耦合計(jì)算已有4532次閱讀2011-9-1320:37|個(gè)人分類(lèi):VASP|系統(tǒng)分類(lèi):科研筆記將VASP的makefile文件中的CPP選項(xiàng)中的-DNGXhalf,-DNGZhalf,-DwNGXhalf,-DwNGZhalf這4個(gè)選項(xiàng)去掉重新編譯VASP才能計(jì)算自旋軌道耦合效應(yīng)。以下是從VASP在線說(shuō)明書(shū)整理出來(lái)的非線性磁矩和自旋軌道耦合的計(jì)算說(shuō)明。非線性磁矩計(jì)算：1）計(jì)算非磁性基態(tài)產(chǎn)生WAVECAR和CHGCAR文件。2）然后INCAR中加上ISPIN=2ICHARG=1或11!讀取WAVECAR和CHGCAR文件LN0NC0LLINEAR二.TRUE.MAGM0M=注意：

2、對(duì)于非線性磁矩計(jì)算，要在x,y和z方向分別加上磁矩，如MAGMOM=100010!表示第一個(gè)原子在x方向，第二個(gè)原子的y方向有磁矩在任何時(shí)候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（沒(méi)有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1或1（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的計(jì)算是非磁性的（ISPIN=1）磁各向異性能（自旋軌道耦合）計(jì)算注意：LSORBIT=.TRUE.會(huì)自動(dòng)打開(kāi)LNONCOLLINEAR=.TRUE.選項(xiàng)，且自旋軌道計(jì)算只適用于PAW贋勢(shì)，不適于超軟贋勢(shì)。自旋軌道耦合效應(yīng)就意味著能量對(duì)磁矩的方向存在依賴(lài)，即存在磁各向異性能（MAE）,所以要定義初始磁

3、矩的方向。如下：LSORBIT=.TRUE.SAXIS=s_xs_ys_z（quantisationaxisforspin）默認(rèn)值：SAXIS=（0+,0,l）,即x方向有正的無(wú)限小的磁矩，Z方向有磁矩。要使初始的磁矩方向平行于選定方向，有以下兩種方法：MAGMOM=xyz!localmagneticmomentinx,y,zSAXIS=001!quantisationaxisparalleltozorMAGMOM=00total_magnetic_moment!localmagneticmomentparalleltoSAXIS（注意每個(gè)原子分別指定）SAXIS=xyz!quantisati

4、onaxisparalleltovector（x,y,z），女口001兩種方法原則上應(yīng)該是等價(jià)的，但是實(shí)際上第二種方法更精確。第二種方法允許讀取已存在的WAVECAR（來(lái)自線性或者非磁性計(jì)算）文件，并且繼續(xù)另一個(gè)自旋方向的計(jì)算（改變SAXIS值而MAGMOM保持不變）。當(dāng)讀取一個(gè)非線性磁矩計(jì)算的WAVECAR時(shí)，自旋方向會(huì)指定平行于SAXIS。計(jì)算磁各向異性的推薦步驟是：1）首先計(jì)算線性磁矩以產(chǎn)生WAVECAR和CHGCAR文件（注意加入LMAXMIX）。2）然后INCAR中加入：LSORBIT=.TRUE.ICHARG=11!nonselfconsistentrun,readCHGCAR!或

5、ICHARG=1優(yōu)化到易磁化軸，但此時(shí)應(yīng)提高EDIFF的精度LMAXMIX=4!fordelementsincreaseLMAXMIXto4,f:LMAXMIX=6!youneedtosetLMAXMIXalreadyinthecollinearcalculationSAXIS=xyz!directionofthemagneticfield女口001NBANDS=2*numberofbandsofcollinearrun!grepNBANDSOUTCARISYM=0!switchoffsymmetry(ISYM=0)whenspinorbitcouplingisselectedGGA_COMP

6、AT=.FALSE.!itimprovesthenumericalprecisionofGGAfornoncollinearcalculationsLORBMOM二.TRUE.!計(jì)算軌道磁矩繼續(xù)計(jì)算，VASP會(huì)讀取WAVECAR和CHGCAR將自旋量子化方向(磁場(chǎng)方向)平行于SAXIS方向最后可以比較各個(gè)方向磁矩時(shí)能量的不同。注意：第二步使用自洽計(jì)算(ICHARG=1)原則上也是可以的，但是初始平行于SAXIS的磁場(chǎng)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，直到達(dá)到基態(tài)，如平行于易磁化軸，但這個(gè)過(guò)程會(huì)很慢且能量變化很小，而且如果收斂標(biāo)準(zhǔn)不是很?chē)?yán)格的話，自洽計(jì)算會(huì)在未達(dá)到基態(tài)就停止。注意：VASP的輸入輸出的磁矩和類(lèi)自旋量都會(huì)

7、按照這個(gè)SAXIS方向，包括INCAR中的MAGMOM行，OUTCAR和PROCAR文件中的總磁矩和局域磁矩，WAVECAR中的類(lèi)自旋軌道和CHGCAR中的磁性密度。Withrespecttothecartesianlatticevectorsthecomponentsofthemagnetizationare(internally)givenbyLundisF代孔曲七li沁Where廠宀兒istheexternallyvisiblemagneticmoment.Here,r：*、Ilp.lLOCbtistheanglebetweentheSAXISvectorandtheiPcartesia

8、nvector,andistheanglebetweenthevectorSAXISandthecartesianvector.:Theinversetransformationisgivenby=：elEGf】上i屛T】el.nndistItiseasytoseethatforthedefault,bothanglesarezero,ILfc%!i.e.and.Inthiscase,theinternalrepresentationissimplyequivalenttotheexternalrepresentation:d=O,MT=-1).995Thesecondimportantcas

9、e,isand.InthiscaseHencenowthemagneticmomentisparalleltothevectorSAXIS.Thustherearetwowaystorotatethespinsinanarbitrarydirection,eitherbychangingtheinitialmagneticmomentsMAGMOMorbychangingSAXIS.MAGMOM-taghttp:/cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/MAGMOM_tag.html#incar-magmomLNONCOLLINEAR-taghttp:/cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/LNONCOLLINEAR_tag.htmlLSORBIT-taghttp:/cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/LSORBIT_tag.html問(wèn)題：第一步線性計(jì)算得到WAVECAR和CHGCAR文件，必須是靜態(tài)計(jì)算的WAVECAR和CHGCAR文件嗎？動(dòng)態(tài)優(yōu)化的可不可以？靜態(tài)計(jì)算需要使用NUPD0WN鎖定磁矩