QE极性声子与LO–TO分裂

下载完整输入、赝势、真实结果和绘图脚本。解压后，inputs/是可修改输入，reference/是本次真实参考输出，复跑结果写入 work/。下面的计算命令在已分配的相应资源内运行。

1 为什么选极性GaN#

闪锌矿GaN原胞2个原子，有非零Born有效电荷，适合演示DFPT、介电张量、长程非解析修正及LO–TO分裂。本例是闪锌矿结构，不能将其数据直接作为纤锌矿GaN的声子结论。

bash run.sh gan-phonons
ls work/gan-phonons/gan.dyn*
ls work/gan-phonons/gan.fc work/gan-phonons/gan-*.freq.gp

该命令依次运行pw.x→ph.x→q2r.x→matdyn.x。使用匹配的Ga/N ONCV LDA赝势，80/320 Ry，晶格4.5 Å。完整基态输入：

&CONTROL calculation='scf',prefix='gan',pseudo_dir='../pseudo',outdir='./tmp',tstress=.true.,tprnfor=.true.,verbosity='high' /
&SYSTEM ibrav=0,nat=2,ntyp=2,ecutwfc=80,ecutrho=320,nbnd=14 /
&ELECTRONS conv_thr=1d-10,mixing_beta=0.4,electron_maxstep=150 /
ATOMIC_SPECIES
Ga 69.723 Ga_ONCV_LDA-1.0.upf
N 14.0067 N_ONCV_LDA-1.0.upf
CELL_PARAMETERS angstrom
0 2.25 2.25
2.25 0 2.25
2.25 2.25 0
ATOMIC_POSITIONS crystal
Ga 0 0 0
N 0.25 0.25 0.25
K_POINTS automatic
4 4 4 0 0 0

2 动力学矩阵、介电张量和Born电荷#

GaN q grid and polar response
&INPUTPH prefix='gan',outdir='./tmp',tr2_ph=1d-12,ldisp=.true.,nq1=2,nq2=2,nq3=2,epsil=.true.,fildyn='gan.dyn',amass(1)=69.723,amass(2)=14.0067 /

ldisp和nq给出2×2×2规则q网格；epsil请求Γ点电子介电响应和Born电荷。tr2_ph是线性响应收敛参数，不是电子SCF阈值，也不等同于最终频率误差。

grep -A5 "Dielectric constant in cartesian" work/gan-phonons/ph.in.out
grep -A25 "Effective charges (d Force" work/gan-phonons/ph.in.out

3 q2r与长程非解析修正#

&INPUT fildyn='gan.dyn',flfrc='gan.fc',zasr='crystal' /

&INPUT asr='crystal',flfrc='gan.fc',flfrq='gan-nac.freq',q_in_cryst_coord=.true.,q_in_band_form=.true.,loto_disable=.false. /
4
0 0 0 40
.5 0 .5 40
.5 .5 .5 40
0 0 0 1

使用包内matdyn-no-nac.in将loto_disable改为.true.，其余力常数、路径和声学和规则相同，得到无NAC对照。Γ点极限还依接近方向，本例由Γ–X路径定义，不把Γ的LO值理解为所有方向相同的任意体系规则。

4×4×4电子网格的本次Γ点TO为532.6161 cm⁻¹、LO为672.9054 cm⁻¹。它们只作为流程参考：2×2×2的q网格及该电子网格均较粗，不能作为收敛材料数据。

4 必须看未校正的电荷和#

声学和规则能约束电荷和为零，但不能替代k点收敛。我们另在6、8网格实算Γ点响应：

bash run.sh gan-gamma-k6
bash run.sh gan-gamma-k8

8网格的ASR修正电荷约±2.66942 e，但6→8介电常数仍有变化，若研究目标需要精确频率或介电响应，应继续加密k网格、q网格、截断能和结构优化。不要只展示施加和规则后的漂亮数字。