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Phonopy-声子谱的非解析项校正

木若林溪610
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前面我们在《PHONOPY使用教程(上)》里介绍了如何使用Phonopy软件包,通过有限位移法和DFPT法计算声子谱,今天我们聊聊在声子谱数据处理时,可能会遇到的非解析项校正的问题。


非解析项校正用于处理由Γ点附近离子运动的极化所引起的宏观电场的长程相互作用,非解析项被添加到动态矩阵中。在q→0中,具有非解析项的动态矩阵由下式给出:


计算步骤

(1) 将非解析项校正的相关控制参数NAC写入band.conf文件中,如下图:


相关参数介绍可参见官网:

http://phonopy.github.io/phonopy/setting-tags.html#nac-tag


(2) 在当前目录下准备好BORN文件,文件格式如下:


第一行为单位换算系数,VASP默认单位转换系数为14.399652,QE为2,ABINIT为51.422090,相关其他换算可查看下方链接:

http://phonopy.github.io/phonopy/interfaces.html#default-unit-cell-file-name-for-calculator

第二行分别对应介电常数于xx, xy, xz, yx, yy, yz, zx, zy, zz九个张量;

第三行开始为Born有效电荷。


(3) 分别运行phonopy --fc vasprun.xml;phonopy --dim='a b c' -c POSCAR-unitcell band.conf;phonopy-bandplot --gnuplot>abc.dat三条命令,获得声子谱相关数据进行绘图。


BORN文件

有关介电张量和Born有效电荷数据的获取,官网中已有所介绍,此处介绍一种使用outcar-born脚本进行处理。其步骤如下:

(1) 在INCAR中写入LEPSILON = .TRUE . ,对体系进行自洽计算,INCAR如下;


(2) 计算结束后,执行outcar-born脚本 (./outcar-born),进而获得介电张量和Born有效电荷数据如下:

注意:在进行自洽以获取BORN相关数据时,建议拷贝为新的文件夹进行计算,以免覆盖声子谱重要信息而报错。

校正前后的结果如下图所示:

图1 修正前的声子谱


图2 修正后的声子谱(Physical Review Materials 2020, 4, 044602)


[1] R. M. Pick, M. H. Cohen, and R. M. Martin, Phys. Rev. B 1970, 1, 910.

[2] Y. Wang , J. J. Wang , W. Y. Wang , Z. G. Mei , S. L. Shang , L. Q. Chen and Z K Liu,   J. Phys.: Condens. Matter. 2010, 22, 202201.

[3] Atsushi Togo, Laurent Chaput, and Isao Tanaka, Phys. Rev. B, 2015, 91, 094306-1-31.

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