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vdW、ZPE、SOC vs. Quantum effects

已有 5828 次阅读 2015-5-14 11:43 |个人分类:电子结构计算|系统分类:科研笔记

关注:

1)  vdW、ZPE、SOC等效应的起源

2)  vdW、ZPE、SOC的计算参数设置

3) vdW、ZPE、SOC对相转变过程能量计算的影响



引子:





摘录学习

1. Spin–orbit interaction

http://en.wikipedia.org/wiki/Spin%E2%80%93orbit_interaction

 

In quantum physics, the spin–orbit interaction (also called spin–orbit effect or spin–orbit coupling) is an interaction of a particle's spin with its motion.

The first and best known example of this is that spin–orbit interaction causes shifts in an electron's

atomic energy levels due to electromagnetic interaction between the electron's spin and the magnetic field generated by the electron's orbit around the nucleus.

 This is detectable as a splitting of spectral lines. A similar effect, due to the relationship between angular momentum and the strong nuclear force, occurs for protons and neutrons moving inside the nucleus, leading to a shift in their energy levels in the nucleus shell model.

In the field of spintronics, spin–orbit effects for electrons in semiconductors and other materials

are explored for technological applications.

The spin–orbit interaction is one cause of magnetocrystalline anisotropy.



摘录学习:

http://emuch.net/html/201112/3890883.html

 

1,对于密度泛函理论的计算的前提HF近似那里是忽略了自旋和轨道的相互作用后计算的,基于这个近似才进行的下面的一系列的计算KS方程等。
    而我目前所知的情况是在磁矩的计算时因为忽略了轨道的作用就使得我们计算后的磁矩只有自旋提供的,所以对于有些体系只对自旋计算不足以和实验的结果符合的很好,所以就需要考虑自旋和轨道的耦合作用来对理论部分进行修正。
2,如果是轨道自旋耦合的话我跟人建议最好是在优化时加上,因为考虑了更多的作用会时体系受力有所不同的。


   

怎么看磁矩

http://emuch.net/html/201406/7516921.html

 


grep mag OSZICAR

   看最后那个mag是总磁矩



看 OSZICAR 最後一步的 mag 即可
OUTCAR 內顯示的 mag 之所以跟 OSZICAR 不一致, 是因為 OSZICAR 顯示的是"總磁矩"
而 OUTCAR 內的總磁矩是每個單顆原子磁矩的總合
而每個單顆原子磁矩是與 RWIGS 相關,(INCAR 內可以加 RWIGS,也可以不加,不加的話VASP會去讀 POTCAR);單顆原子磁矩是積分RWIGS劃出來的球體機內所有電子的磁矩
因此RWIGS 的大小會影響到單顆磁矩的大小; 也不能說它不準確; 只是~它可以調控


hw45888792(站内联系TA)

OUTCAR虽然是满足磁矩相加,但是总磁矩是错的,明显小于实际磁矩。因为同一个体系siesta计算总磁矩是等于OSZICAR总磁矩,这说明OSZICAR总磁矩显示的总磁矩是没有问题的。计算是否准确也可以靠不同软件来测试,如果没有实验结果结果的话。



http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=567091&do=blog&id=885966

 

以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。


1. 非线性磁矩计算:【什么时候需要考虑非线性磁性计算??】
1)计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件(ISPIN=1?)。

2)然后INCAR中加上
ISPIN=2
ICHARG=1 或 11  !读取WAVECAR和CHGCAR文件

LNONCOLLINEAR=.TRUE.
MAGMOM=  
注意:

①对于非线性磁矩计算,要在x, y 和 z方向分别加上磁矩,如

MAGMOM = 1 0 0  0 1 0   !表示第一个原子在x方向,第二个原子的y方向有磁矩
②在任何时候,指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2(没有WAVECAR和CHGCAR文件)或者ICHARG=1 或11(有WAVECAR和CHGCAR文件),是前一步的计算是非磁性的(ISPIN=1)。
 



2. 磁各向异性能(自旋轨道耦合)计算:
注意: LSORBIT=.TRUE. 会自动打开【自动加上的?】LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项,且自旋轨道计算只适用于PAW赝势,不适于超软赝势。

 
自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖,即存在磁各向异性能(MAE),所以要定义初始磁矩的方向。如下:
LSORBIT = .TRUE.
SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)
默认值: SAXIS=(0+,0,1),即x方向有正的无限小的磁矩,Z方向有磁矩。
 
要使初始的磁矩方向平行于选定方向,有以下两种方法:

MAGMOM = x y z        ! local magnetic moment in x,y,z

SAXIS = 0 0 1             ! quantisation axis parallel to z


or
MAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment

              ! local magnetic moment parallel to SAXIS (注意每个原子分别指定
SAXIS = x y z

     ! quantisation axis parallel to vector (x,y,z),

   如 0 0 1  两种方法原则上应该是等价的,但是实际上第二种方法更精确。第二种方法允许读取已存在的WAVECAR(来自线性或者非磁性计算)文件,并且继续另一个自旋方向的计算(改变SAXIS 值而MAGMOM保持不变)。当读取一个非线性磁矩计算的WAVECAR时,自旋方向会指定平行于SAXIS。







https://blog.sciencenet.cn/blog-567091-890107.html

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