AMSET专题

AMSET数值检查:插值密度与波函数重叠

比较三档真实插值结果,并用unity-overlap作近似对照,分清后处理积分与原始DFT收敛。

更新于 2026-11-05约 3 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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同一份 VASP 能带可以用不同 AMSET 插值密度计算输运。本页固定所有材料参数、原始 11³ DFT 网格和 ADP 模型,只改变插值因子;另用 unity_overlap 说明忽略波函数重叠会造成什么变化。

1. 分目录计算三个因子#

在已经准备好材料文件的计算目录复制三份,各自修改 settings.yaml:

cp -a transport factor5
cp -a transport factor10
cp -a transport factor20
nano factor5/settings.yaml

分别设置 interpolation_factor: 5、10、20,浓度固定为 [-1.0e19, -1.0e20],温度为 [300, 600],其他设置一致。在各自已分配的 CPU 资源中运行:

cd factor5
amset run

另外两档重复相同命令。插值因子不是每个方向的网格点数,也不是原始 VASP KPOINTS 的倍数;应读取日志中的实际积分网格。

插值因子 实际完整积分点数 不可约点数 保留带数
5 33x33x33 = 35937 969 5
10 41x41x41 = 68921 1771 5
20 51x51x51 = 132651 3276 5

2. 对照实际迁移率#

电子浓度 / cm⁻³ 温度 / K μ5 μ10 μ20 10→20相对变化
1e+19 300 1260.36 1270.91 1226.41 -3.63%
1e+19 600 407.34 398.02 385.52 -3.24%
1e+20 300 919.08 880.38 844.92 -4.20%
1e+20 600 353.58 341.95 331.84 -3.05%

迁移率单位均为 cm²·V⁻¹·s⁻¹。本次10→20仍约有3%–4%的变化;若目标要求低于这个误差,应继续加密,不能提前称为收敛结果。

插值密度敏感性

表中相对变化采用 (μ20−μ10)/μ20。三个结果可以帮助判断后处理积分的敏感性;即使两档接近,也不能据此认定原始 11³ DFT 能带、能量窗口、系数截断和全部材料参数已经收敛。

附件可直接复现三档对照:

bash run.sh
cat results/SUMMARY.json

3. 波函数重叠不能随意省略#

在独立对照目录,把实际系数重叠替换成单位重叠近似:

unity_overlap: true

然后运行:

amset run

这只是诊断近似的对照。正常参考计算保持 unity_overlap: false 并提供真实 wavefunction.h5,本专题没有把近似对照当成默认结果。

单位重叠对照与电导单位检查

左图为“单位重叠近似/真实重叠”的迁移率比,右图将单位换为 SI 后独立检查 σ≈|n|eμ。本例采用高浓度,净浓度与多数载流子浓度接近;发生明显双极输运时,不能直接用一个净掺杂浓度替代两个载流子通道。

更换电子态能量窗口时,先重新提取匹配的波函数和形变势文件,再运行 AMSET;不要只把 energy_cutoff 调大而继续使用不足的带子集。输入文件教程、官方插值与参数说明

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