关注:
1) 声子谱的计算原理及应用
2) 振动模式的分析方法
3) OUTCAR等部分结果文件分析
----------------------------------------------------------------------------- | | | W W AA RRRRR N N II N N GGGG !!! | | W W A A R R NN N II NN N G G !!! | | W W A A R R N N N II N N N G !!! | | W WW W AAAAAA RRRRR N N N II N N N G GGG ! | | WW WW A A R R N NN II N NN G G | | W W A A R R N N II N N GGGG !!! | | | | Your generating k-point grid is not commensurate to the symmetry | | of the lattice. This can cause slow convergence with respect | | to k-points for HF type calculations | | suggested SOLUTIONS: | | ) if not already the case, use automatic k-point generation |
| ) shift your grid to Gamma (G) (e.g. required for hex or fcc lattice)
Eigenvectors (特征向量)and eigenvalues(特征值) of the dynamical matrix ----------------------------------------------------
1 f = 45.251196 THz 284.321650 2PiTHz 1509.417379 cm-1 187.143971 meV X Y Z dx dy dz 0.680334 2.512326 -3.157993 0.007268 0.005542 -0.010313 -1.941439 1.188186 -4.776220 0.002145 0.006752 0.009161 -4.563213 -0.135953 -6.394447 -0.009413 -0.012294 0.001152 .....【总共144行,与扩胞后的144个原子对应】 2.408948 9.892142 -5.047863 -0.003728 -0.006506 -0.003449 -0.212826 8.568003 -6.666090 -0.003728 -0.006506 -0.003449 -2.834599 7.243863 -8.284318 0.007456 0.013012 0.006898
....
422 f/i= 0.001585 THz 0.009958 2PiTHz 0.052864 cm-1 0.006554 meV 423 f/i= 0.002148 THz 0.013499 2PiTHz 0.071665 cm-1 0.008885 meV 424 f/i= 0.002148 THz 0.013499 2PiTHz 0.071666 cm-1 0.008885 meV 425 f/i= 11.401323 THz 71.636623 2PiTHz 380.307176 cm-1 47.152097 meV 426 f/i= 11.401323 THz 71.636623 2PiTHz 380.307176 cm-1 47.152097 meV 427 f/i= 11.401323 THz 71.636623 2PiTHz 380.307176 cm-1 47.152097 meV 428 f/i= 11.401323 THz 71.636623 2PiTHz 380.307176 cm-1 47.152097 meV 429 f/i= 12.988056 THz 81.606360 2PiTHz 433.234887 cm-1 53.714299 meV 430 f/i= 12.988056 THz 81.606360 2PiTHz 433.234887 cm-1 53.714299 meV 431 f/i= 15.054813 THz 94.592181 2PiTHz 502.174500 cm-1 62.261725 meV 432 f /i= 15.054813 THz 94.592181 2PiTHz 502.174500 cm-1 62.261725 meV
432/3=144个原子 可推知扩包后的原子数为144个?
请问根据下面产生的虚频,是不是可以推断是由扩胞后的144个原子中,哪些原子产生的?第一列的数字表示什么含义?
vi EIGENVAL 144 144 1 1 0.7411654E+01 0.1006038E-08 0.1006038E-08 0.1217637E-08 0.5000000E-15 1.000000000000000E-004 CAR ScH3-P63mmc-0G 504 12 336
0.1250000E+00 0.1250000E+00 -0.1387779E-16 0.4166667E-01 .......
333 6.740870 334 6.773092 335 6.787328 336 6.803746
0.3750000E+00 0.1250000E+00 -0.1387779E-15 0.8333333E-01 1 -45.707894 2 -45.703346 3 -45.699037 4 -45.699032 5 -45.695656 6 -45.695221 7 -45.695217 8 -45.690361
网络摘录:
25、Dmol计算的频率如何看明白啊? 偶用Dmol3算体系的能量,算了其频率,输出文件中一大堆数据看不懂都是什么啊?哪里有详细说明吗?help里好象没有啊。不知道 有这方面的文献吗(中文最好)?请高手们指教啊! 答:性质中频率是算声子的。 最后给出的振动模式 vibrational mode输出文件主要看outmol文件,文件最后部分有振动频率的数据 如果不是周期体系,且假设体系有N个原子,则给出3N-6个振动频率 其中正值表示稳定振动,负值(虚频)表示不稳定振动,即振动将导致体系能量下降 如果是晶体则有3N个振动频率,其中有3个为刚性振动,频率接近0,表示所有原子 沿着相同方向振动。
除了振动频率的数值(振模频 率),还有振动的本征矢,每一个频率对应一组本征矢 ,本征矢表示原子的振动方向(x,y,Z)和幅度。 当发现晶体具有虚频的时候,那么原子按照本征矢方向振动,体系能量下降,会导致结构相变发生。 注意,dmol振动性质的计算并没有考虑电场和原子位移的耦合作用,没有考虑LO和TO分裂,而且对于晶体而言只能算布里渊区G点的振动频率,而不能计算其他点的振动频率。 【这句话不理解?】 完毕
摘自:
http://emuch.net/html/201210/5111561.html
我计算一个结构,对称性不能变,是D7H的,结果我优化出来老是有七个虚频,怎么也消除不了,后来我试了不下几百次,终于解决了:解决的方法是: 首先用GView看是哪些原子产生的虚频,然后在这个结构中用:opt=ModRedundant freq命令,并且将产生虚频的那些原子之外的 原子固定住,优化好后再放开优化后就消除了。我
当时写错了,是固定非虚频的原子,优化好后放开了重新优化,这样的结果都不可信吗?
虚频原子被单独拿来优化了,变量大为减少,找到极值点的难度减小了。 优化完以后几乎就是在能量最低点了,只要在放开优化就OK了
将虚频对应的坐标提取出来乘以一个系数(0.1~0.2)然后加上初始输入坐标后重新优化,直至虚频结束~该方法屡试不爽~
摘自:关于虚频的一个简单理解
http://blog.sina.com.cn/s/blog_5134fed00100nzgy.html
首先,什么是频率。
中学的时候我们学过简谐振动,对应的回复力是f=-kx, 对应的能量曲线 ,是一个开口向上的二次函数E=kx^2/2 . 这样的振动,对应的x=0的点是能量极小值点(简单情况下也就是最小值点)。这时的振动频率我们也会求:ω=2π sqrt(k/m)。 显然它是一个正的频率,也就是通常意义下的振动频率。
那么,一维情况下,如果能量曲线是一个开口向下的二次曲线呢?首先,从能量上看,这是个不稳定的点,中学的物理书上称为“不稳平衡”。用现在的观点看,就是这一点导数是零(受力为0),且是能量极大值。如果套用上面的公式,“回复力”f=-k'x (实际上已经不是回复,而是让x越来越远了),这里k'是个负数(反抛物线,所以k为负值),ω=2π sqrt(k'/m)显然就是一个虚数了,即所谓的虚频 。Gaussian里面给出一个负的频率,就是对应这个虚频的。
实际情况下,分子的能量是一个高维的势能面,构型优化的时候,有时得到了极小值点,这样这个点的任意方向上,都可以近似为开口向上的二次函数,这样这里对应的振动频率就都是正的。
对于极大值点,在每个方向都是开口向下的二次函数,那么频率就会都是负的——当然一般优化很少会遇到这样的情况
对于频率有正有负的情况,说明找到的点在某些方向上是极大值,有些方向上是极小值。如果要得到稳定的能量最低构型,显然需要通过微调分子的构型,消去所有的虚频 。
如何微调?要看虚频的振动方向。想象着虚频对应的就是开口向下的二次函数,显然,把分子坐标按照振动的方向移动一点点,分子应该就可以顺着势能面找到新的稳定点,但是也不能太小 。而所谓的过渡态,则是连接反应物和产物之间的最低能量路径上的能量极大值。好比山谷中的A,B两点,它们之间的一个小土丘,就是过渡态,从A到B的反应,需要越过的是这个小土丘,而不是两边的高山。这样,过渡态就是在一个方向上是极大值,而在其它方向上都是极小值的点。因此,过渡态只有一个虚频。
摘自:http://hi.baidu.com/xiaoyuan230231/item/b075dea4e51e3ff215329bd1
消去虚频的一个有效的办法(2)(带完整例子)
例子(只是为了说明消去虚频的方法,一般只有出现两个以上虚频的时候才消续聘) #p b3lyp/6-31G opt freq
test
0 2 H 0.0 0.0 0.0 H 0.0 0.0 1.0 H 0.0 0.0 -1.0
优化出来的标准构型:
1 0.000000 0.000000 0.000000 2 0.000000 0.000000 0.932071 3 0.000000 0.000000 -0.932071
对应的频率: 1 2 3 SGU PIU PIU Frequencies -- -889.7418 1094.2836 1094.2836 Red. masses -- 1.0078 1.0078 1.0078 Frc consts -- 0.4701 0.7110 0.7110 IR Inten -- 101.6108 7.6546 7.6546 Atom AN X Y Z X Y Z X Y Z 1 1 0.00 0.00 0.82 0.82 0.00 0.00 0.00 0.82 0.00 2 1 0.00 0.00 -0.41 -0.41 0.00 0.00 0.00 -0.41 0.00 3 1 0.00 0.00 -0.41 -0.41 0.00 0.00 0.00 -0.41 0.00 4 SGG Frequencies -- 2067.0808 Red. masses -- 1.0078 Frc consts -- 2.5372 IR Inten -- 0.0000 Atom AN X Y Z 1 1 0.00 0.00 0.00 2 1 0.00 0.00 0.71 3 1 0.00 0.00 -0.71 第一个是虚频。可以看出,其振动模式是:中间的H的z坐标变大,两边的两个H的z坐标变小,(然后是中间的H的z坐标变小,两边的H的z坐标变大,完成一次振动),这个如果还不清楚,画一下图就知道了。 现在,我们就把原来的坐标,加上虚频振动模式对应的坐标: H 0.000000 0.000000 0.820000 H 0.000000 0.000000 0.522071 H 0.000000 0.000000 -1.342071 画图知道,显然对原来的构型,变化太多了。对这个例子,如果取一个系数0.1乘以振动坐标,再求和,那么结果就是: H 0.000000 0.000000 0.082000 H 0.000000 0.000000 0.891071 H 0.000000 0.000000 -0.973071显然就合理多了。用这个坐标去重新优化,就可以得到真正的没有虚频的稳定结构了。 这个系数0.1,只是个经验的数值,对于不同体系,可以自己设定。设置过小,会 得到同样的虚频,设置过大,可能会得到别的构型(当然也可能碰巧得到更好的构型)。
摘录:
最近看到的一个简单例子是钙钛矿结构的BaZrO3,如果按照Pm3m对称性做DFPT,算出来的Gamma点正常,而R点存在虚频。该虚频简正模式对应的是O八面体的扭转,但是被Pm3m对称性限制住了。如果用2x2x2的单胞做结构优化计算的话(相当于提供了一个内部的自由度而允许对称性的降低),就可以处理这种破坏晶体对称性的特殊简正模式造成的虚频。 一般来说虚频对应的K点都是一些高对称性Gamma,X,M,R点,我还没有见过在某个一般的k点出现虚频的情况
xxx:
哦,这样。 一般来说虚频不是应该是K点的一片区域吗?振动频率应该随着K点的变化连续变化才对啊,但是可能是极大或者极小值点出现在对称性点处。
而且不考虑数值计算带来的影响的话,实际上或者说物理上有没有可能gamma点处没有虚频,而其他的对称性点附近有虚频呢?如果真有,那是一个什么样的结构呢?
XXX:
对,做第一性原理计算往往是一大片区域是虚频,而极值在高对称K点处。我理解成为某一只声子模随温度发生软化,而在相变温度下该声子模在高对称K点频率先发生完全软化,从而发生了结构相变。这样的话对称性改变了,该只声子模也会变硬。物理上不存在虚频结构的,不过可以理解成为在某种对称性强制下结构的稳定性。
以立方钙钛矿为例,用VASP+Phonopy计算,采用2*2*2超胞计算,主要看G,X,R,M四个高对称点的情况,Gamma点的虚频代表铁电相变,X点的虚频对应反铁电位移,R点虚频对应氧八面体的反向扭转,M点虚频对应氧八面体同向扭转;但是不一定G点有虚频就一定有铁电相变,这要看R点和M点虚频的相对大小,一般,氧八面体的扭转,一定程度上能松弛掉原子所谓的“受力”,从而抑制铁电相变!
转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自叶小球科学网博客。 链接地址: https://blog.sciencenet.cn/blog-567091-795647.html
上一篇:
导师的信:How to follow the imaginary phonon vectors? 下一篇:
优化过程中的结构转变(对称性保持)-Thanks to Andreas