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thirdorder 截断与超胞怎么选

用Si16/54、3/4 Å截断和两种q网格的真实结果,分清三种不同的参数检查。

更新于 2026-10-30约 2 分钟阅读按任务与环境选择适用配置
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三阶截断、DFT超胞和热输运q网格控制不同的问题。增加其中一项,不能自动替代其他项的检查。

下载完整Si实例包。在新目录解压后操作;包内有真实VASP输入和原始力输出、位移映射、三阶/二阶力常数、ShengBTE结果、CSV和高清图,不含POTCAR。

1. 本例比较三个模型#

bash run-all.sh
cat analysis/thermal-summary.csv

三个模型的晶格常数、泛函、截断能和电子收敛相同;Si16与Si54按相同原胞等效电子k密度求力。

模型 超胞 三阶范围
si16-c0p30nm 2×2×2,16原子 3 Å
si16-c0p40nm 2×2×2,16原子 4 Å
si54-c0p40nm 3×3×3,54原子 4 Å

2. 先看实际结果#

300 K、自然同位素、RTA:

模型 q网格 热导率 / W·m⁻¹·K⁻¹
si16-c0p30nm 4³ 30.352520
si16-c0p30nm 6³ 52.021080
si16-c0p40nm 4³ 32.210998
si16-c0p40nm 6³ 52.669455
si54-c0p40nm 4³ 30.811873
si54-c0p40nm 6³ 74.608906

真实截断、超胞与q网格对照

从4³变到6³,结果仍明显变化;同样4 Å截断下,两种超胞在6³上的结果也不同。因此,这张表可以指导参数检查,不能据此选出一个“已收敛的Si热导率”。

3. 三种参数分别怎么改#

三阶范围:

thirdorder_vasp.py sow 2 2 2 0.3
thirdorder_vasp.py sow 2 2 2 0.4

扩大范围可能增加独立位移和相互作用块数。本例Si16的DFT槽位从8变为52。

超胞:

thirdorder_vasp.py sow 3 3 3 0.4

超胞会改变周期映像和可区分的相互作用。尤其当截断接近较小超胞的半长度或等价周期距离时,要检查映像混合,不能只看原子数和块数。

q网格在ShengBTE的CONTROL中修改:

ngrid(:)=6 6 6

它改变布里渊区积分与三声子相空间采样,不重新生成DFT位移。应在同一套力常数下单独增加q网格。

4. 给自己的材料安排检查#

先固定电子设置并检查原子力精度,再分别检查超胞和三阶范围,最后对热导率做q网格与展宽检查。判断依据应是你真正关心的目标量,而不只是总能或训练残差变小。

本例采用EDIFF=1E−6和统一固定晶胞;正式研究还应检查电子k网格、截断能、结构应力与位移幅度。不能把本例的5.43 Å和3/4 Å截断直接搬到其他材料。

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