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。
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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 |

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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