Bi2Se3未考虑vdw的错误汇总.docx
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Bi2Se3未考虑vdw的错误汇总
在没有考虑vdw作用之前,算Bi2Se3材料soc中出现的错误汇总
VASP自旋轨道耦合计算错误汇总
静态计算时,报错:
VERYBADNEWS!
Internal内部errorinsubroutine子程序IBZKPT:
Reciprocal倒数的latticeandk-latticebelongtodifferentclassoflattices.Oftenresultsarestilluseful...48
INCAR参数设置:
对策:
根据所用集群,修改INCAR中NPAR。
将NPAR=4变成NPAR=1,已解决!
错误:
subspacematrix类错误
报错:
静态和能带计算中出现警告:
WARNING:
Sub-Space-Matrixisnothermitian共轭inDAV
结构优化出现错误:
WARNING:
Sub-Space-MatrixisnothermitianinDAV4-4.681828688433112E-002
对策:
通过将默认AMIX=0.4,修改成AMIX=0.2(或0.3),问题得以解决。
以下是类似的错误:
WARNING:
Sub-Space-Matrixisnothermitianinrmm-3.00000000000000
RMM:
22-0.167633596124E+02-0.57393E+00-0.44312E-0113260.221E+00BRMIX:
veryseriousproblemstheoldandthenewchargedensitydifferoldchargedensity:
28.00003new28.060930.111E+00
错误:
WARNING:
Sub-Space-Matrixisnothermitianinrmm-42.5000000000000
ERRORFEXCP:
suppliedExchange-correletiontableistoosmall,maximalindex:
4794
错误:
结构优化Bi2Te3时,log文件:
WARNINGinEDDIAG:
subspacematrixisnothermitian1-0.199E+01
RMM:
2000.179366581305E+01-0.10588E-01-0.14220E+007180.261E-01
BRMIX:
veryseriousproblemstheoldandthenewchargedensitydifferoldchargedensity:
56.00230new124.70394
66F=0.17936658E+01E0=0.18295246E+01dE=0.557217E-02
curvature:
0.00expectdE=0.000E+00dEforcontlinesearch0.000E+00
ZBRENT:
fatalerrorinbracketing
pleasererunwithsmallerEDIFF,orcopyCONTCARtoPOSCARandcontinue
但是,将CONTCAR拷贝成POSCAR,接着算静态没有报错,这样算出来的结果有问题吗?
对策1:
用这个CONTCAR拷贝成POSCAR重新做一次结构优化,看是否达到优化精度!
对策2:
用这个CONTCAR拷贝成POSCAR,并且修改EDIFF(目前参数EDIFF=1E-6),默认为10-4
错误:
WARNING:
Sub-Space-MatrixisnothermitianinDAV1-7.626640664998020E-003
网上参考解决方案:
对策1:
减小POTIM:
IBRION=0,标准分子动力学模拟。
通过POTIM控制步长。
POTIM:
当IBRION=1,2或3时,是力的一个缩放常数(相当于确定原子每步移动的大小),默认值为0.5。
对策2:
改IBRION=1,采用准牛顿算法来优化原子的位置。
原IBRION=2,采用共轭梯度算法来优化原子的位置
对策3:
修改ISMEAR
对策4:
换成CG弛豫(共轭梯度算法)IBRION=2(决定结构优化过程中,原子如何移动或弛豫)
IBRION=2离子是否运动,1不运动但做NSW外循环。
0动力学模拟,1准牛顿法离子弛豫
2CG法离子弛豫,3采用衰减二阶运动方程离子弛豫,
INCARrelax中设置IBRION=2,未解决!
对策5:
用的CG算符,出现的错误是CG算符不能算,在INCAR中加上IALG=Fast(电子优化采用blockedDavidson方法[IALGO=38:
IALG=Normal]和RMM-DIIS算法[IALGO=48:
IALG=Very_Fast]混合)试一试
IALG=Fast(两种方法混用)
IALG=Very_Fast(等价于IALGO=48)
IALG=Normal(等价于IALGO=38)
INCAR中加上IALG=Fast已解决!
(1QL、2QL已解决,3QL以上未解决)
VASPFORUM:
theerrorisduetoaLAPCKcall(ZHEGV):
ZHEGVcomputesalltheeigenvalues本征值,andoptionally随意地,theeigenvectorsofacomplexgeneralizedHermitian-definiteeigenproblem.
theremaybeseveralreasonsforthaterror:
1)theRMM-DIISdiagonalisationalgorithmisnotstableforyourspecificsetupofthecalculation.-->useALGO=Normal(blockedDavidson)orALGO=Fast(5stepsblockedDavidson,RMM-DIIS)
用ALGO=NormalIALGO=48或者ALGO=Fast
2)
a)maybeyourinputgeometrywasnotreasonable(erroroccursattheveryfirstionicstep,pleasehavealookforthegeometrydataofyourruninOUTCAR)or
b)thelastionicrelaxationstepleadtoanunreasonablegeometry(comparetheinputandoutputgeometriesofthelastionicrelaxationstepsinXDATCAR).
Inthatcase(2b)itcanbehelpfulto-->switchtoadifferentrelaxationalgorithm(IBRION-tag)-->reducethestepsizeofthefirststepbysettingPOTIMsmallerthanthedefaultvalue
改变IBRION,减少步长POTIM
3)TheinstallationoftheLAPACKonyourmachinewasnotdoneproperly:
usetheLAPACKwhichisdeliveredwiththecode(vasp.4.lib/lapack_double.o)
4)IftheerrorpersistalthoughyouswitchedtotheDavidsonalgorithm:
onsomearchitectures(especiallySGI)someLAPACKroutinesarenotworkingproperly.However,itispossibletoavoidtheusageoftheZHEGVsubroutinebycommentingtheline#defineUSE_ZHEEVXindavidson.F,subrot.F,andwavpre_noio.FandrecompilingVASP.
关于Mixing方法的调试:
针对这类错误:
DAV:
13-0.242323773333E+030.98155E+02-0.87140E+01488320.949E+01BRMIX:
veryseriousproblemstheoldandthenewchargedensitydifferoldchargedensity:
252.00012new252.29979 0.809E+01
WARNING:
Sub-Space-MatrixisnothermitianinDAV9 0.133********4753
.....
解决办法只需调整 AMIX,BMIX的值,把他们设置小一些。
Mixing方法:
IMIX=typeofmixing混合、混频,AMIX=linearmixingparameter,AMIN=minimalmixingparameter,
BMIX=cutoffwavevectorforKerkermixingscheme,AMIX_MAG=linearmixingparameterformagnetization,
BMIX_MAG=cutoffwavevectorforKerkermixingschemeformag,WC=weightfactorforeachstepinBroydenmixingscheme,
INIMIX=typeofinitialforeachstepinBroydenmixingscheme,MIXPRE=typeofpreconditioninginBroydenmixingscheme,
MAXMIX=maximumnumberstepsstoredinBroydenmixer.
一般采用其默认值,除非在电子迭代难以收敛的情况,才手动设置AMIX和BMIX等参数值。
】
对策:
grepAMIXOUTCAR
AMIX=0.40;BMIX=1.00
AMIX_MAG=1.60;BMIX_MAG=1.00
initialmixingisaKerkertypemixingwithAMIX=0.4000andBMIX=1.0000
设置:
初始值
收敛值
结果
AMIX=0.0100;BMIX=0.0001
AMIX=0.01;BMIX=0.00
计算无误
AMIX=0.1000;BMIX=0.0010
AMIX=0.10;BMIX=0.00
计算无误
AMIX=0.20;BMIX=0.01
AMIX=0.20;BMIX=0.01
计算无误
AMIX=0.2、BMIX=0.001
AMIX=0.2、BMIX=0.001
计算无误
AMIX=0.3、BMIX=0.1
AMIX=0.3、BMIX=0.1
计算无误
AMIX=0.4
AMIX=0.40;BMIX=1.00
静态log:
WARNINGinEDDRMM:
calltoZHEGVfailed,returncode=63**,能带一样
AMIX=0.02
AMIX=0.02;BMIX=1.00
计算无误
AMIX=0.1
AMIX=0.10;BMIX=1.00
静态log:
WARNINGinEDDRMM:
calltoZHEGVfailed,returncode=63**,能带一样
AMIX=0.3
AMIX=0.30;BMIX=1.00
静态log:
WARNINGinEDDRMM:
calltoZHEGVfailed,returncode=63**,能带一样
BMIX=0.0001
AMIX=0.40;BMIX=0.00
计算无误
以上参数设置,得到的能带图都一样,如下图:
综上:
设置AMIX=0.2(或0.3),BMIX默认(省事,等于1.0),可以保证计算过程无误。
还需进一步调整其他参数,算出正确的能带。
警告:
算1QL弛豫、静态、能带时,都有这个提示:
ADVICETOTHISUSERRUNNING'VASP/VAMP'(HEARYOURMASTER'SVOICE...):
Youhavea(moreorless)'smallsupercell'andforsmallercellsitisrecommendedtousethereciprocal-spaceprojectionscheme!
Therealspaceoptimizationisnotefficientforsmallcellsanditisalsolessaccurate...ThereforesetLREAL=.FALSE.intheINCARfile
对策:
对于较小的晶胞(原子数小于20),设置LREAL=.FALSE.,计算结果比较精确。
而对于较大的晶胞,设置LREAL=Auto,这样计算速度比较快。
本体系含原子5个,INCAR中LREAL=Auto。
设置所有INCAR中的LREAL=.FALSE.,重新算一遍。
对于1QL2QL3QL原子数分别为5、10、15,LREAL=.False.
对于4QL5QL6QL原子数分别为20、25、30,LREAL=Auto
自旋轨道耦合计算时,静态和能带计算中出现的错误:
ERROR:
noncollinearcalculationsrequirethatVASPiscompiledwithouttheflag-DNGXhalfand-DNGZhalf
分析:
VASP手册中关于自旋轨道耦合计算的描述(翻译版):
非线性计算和自旋轨道耦合:
旋量是由GeorgKresse在VASP代码中引入的。
这个代码是由DavidHobbs编写,用于处理非线性磁结构。
自旋轨道耦合计算是由OlivierLebacqandGeorgKresse共同实现的。
只有VASP4.5以上的版本才支持旋量的计算。
在INCAR中设置LNONCOLLINEAR=.TRUE.允许执行完全非线性磁结构的计算。
VASP有能力读入之前非磁或非线性计算得到的WAVECAR和CHGCAR文件,然而它不可能扭转局域在指定原子处的磁场。
因此在实际操作中,我们推荐分两步执行非线性计算:
第一步,计算计算非磁性基态,产生WAVECAR和CHGCAR文件。
第二步,读入WAVECAR和CHGCAR文件,通过设置MAGMOM参数,提供初始的磁矩。
对于非线性设置,在MAGMOM这一行,每个离子必须设置三个值。
这三项分别对应每个离子在x,y,z方向的初始局域磁矩值。
MAGMOM=100010
这一行,给第一个原子赋予的初始磁矩值沿x方向,第二个原子的初始磁矩值沿y方向。
注意:
只有在ICHARG=2(即不读入之前CHGCAR的情况)或者CHGCAR文件中只包含电荷但是不包括磁密度数据的情况(即之前那一步进行了非磁的计算)下,才需要通过MAGMOM设定初始磁矩值。
LSORBIT-tagSupportedasofVASP.4.5.
【设置LSORBIT=.TRUE.表示计算自旋轨道耦合,并附带自动设置了LNONCOLLINEAR=.TRUE.】
LSORBIT=.TRUE.只能用于PAW赝势,不能用于超软赝势。
如果不考虑自选轨道耦合,则能量不依赖磁矩的方向,也就是说,旋转所有的磁矩以同一个角度,让它们拥有相等的能量。
不考虑自选轨道耦合的时候,不需要定义自旋量子化坐标。
开启自旋轨道耦合设置以下参数:
LSORBIT=.TRUE.
SAXIS=s_xs_ys_z(自旋量子化轴,默认值SAXIS=(0+,0,1))
GGA_COMPAT=.FALSE.!
应用球面截断能到梯度场
其中SAXIS默认=(0+,0,1)(0+表示沿x轴方向一个无穷小的正数)。
当需要计算亚meV能量尺度的微小能量差异(一般指磁各向异性计算的情况)时,需要设置GGA_COMPAT这个参数。
现在所有关于坐标轴(Sx,Sy,Sz)的磁矩都给出来了,我们采用VASP中给出关于这个坐标轴所有磁矩和自旋状量子读写惯例。
这包括INCAR文件中的MAGMOM行,OUTCAR和PROCAR文件中的总和局域磁矩,WAVECAR文件中的类自旋轨道,CHGCAR文件中的磁密度。
笛卡尔坐标系中的磁分量由以下等式得到:
其中,maxis是外部可见的磁矩值,此处的α是SAXIS矢量(sx,sy,sz)和笛卡尔坐标x轴的夹角,β是SAXIS矢量和笛卡尔坐标z轴的夹角,
以下等式得到逆变化:
不难看出,默认值(sx,sy,sz)=(0+,0,1),两个角度都是0,即β=0和α=0。
在这种情况下,内部转换简单地等于外部地转换:
,第二种重要的情况,是
和
,在这种情况下:
因此现在磁矩是平行于SAXIS矢量。
这样有两种方式去旋转自旋到任意方向,即通过改变初始的磁矩MAGMOM或改变SAXIS。
为了给计算赋予平行于一个选定的矢量(x,y,z)的初始磁矩,可以通过设定(假定是单原子原胞):
MAGMOM=xyz!
局域磁矩xyz
SAXIS=001!
量子轴平行于z轴
或者
MAGMOM=00total_magnetic_moment!
局域磁矩平行于SAXIS
SAXIS=xyz!
量子轴平行于矢量(x,y,z)
两种设置都必须在相同能量的标准/辐射(原则、根源)场,但是要实现第二种方法,通常更加精确。
第二种方法,也允许读入之前存在的WAVECAR文件(由线性计算还是非线性计算产生的都可以),然后继续用一个不同的自旋方向计算。
当读入一个非线性WAVECAR文件,自旋假定平行于SAXIS(因此VASP将仅仅输出一个z轴方向的磁矩)。
推荐计算磁各项异性的步骤如下:
先做线性计算,得到一个WAVECAR和CHGCAR文件。
加入以下参数:
LSORBIT=.TRUE.
ICHARG=11!
非自洽计算,读入CHGCAR
LMAXMIX=4!
对于d电子元素设置LMAXMIX=4,f电子元素设置LMAXMIX=6
!
在线性计算中,需要设置LMAXMIX
SAXIS=xyz!
磁场的方向
NBANDS=2*线性计算能带数
GGA_COMPAT=.FALSE.!
在梯度场中应用球面截断能
VASP读入WAVECAR和CHGCAR文件,将自旋量子轴对齐SAXIS矢量,这意味着现在磁场平行于SAXIS矢量,执行非线性计算。
通过比较不同方向的能量,可以确定磁各向异性。
请记住,原则上,在VASP中一个完全地自洽计算(ICHARG=1)也是有可能的,但是这种情况将会允许自旋波函数从它们的初始值旋转到平行于SAXIS矢量,直到获得正确的基态,也就是,直到磁矩平行于易磁化轴。
实际操作中,这种旋转非常缓慢,直到自旋获得少量能量重新定位。
因此,如果收敛标准太精确,完全地自洽计算可以得到一个比较合理的结果(我们实验过的几种自洽计算都没有问题。
)
要非常小心对称性。
我们建议选择计算自旋轨道耦合时,完全关掉对称性(ISYM=0)。
通常会从一个自旋方向到另一个自旋方向k点的设置会发生改变,进而恶化转换的结果(如果k点改变WAVECAR将不会被正确地重新读取)。
GGA_COMPAT通常需要,应该被设置,因为磁各向异性能量通常需要精确到亚meV数量级。
当计算自旋轨道耦合,特别是磁各向异性时通常需要非常小心:
能量差异非常小,k点的收敛冗长而且缓慢,需要耗费大量的计算时间。
此外,这一特征--尽管长期存在于VASP中--在最新的版本中依然存在,你可以尝试频繁地升级发现这一点。
不敢保证,你的结果是有用的!
此处根据README文件做了一个小小的总结:
20.11.2003:
提出的GGA程序轻微的破坏了非正交体系晶胞的对称型。
球面截断能应用于梯度及互逆空间中的所有中间结果。
GGA引起的轻微的改变(通常每个原子0.1meV),却对磁各项异性很重要。
05.12.2003:
继续...现在VASP.4.6默认旧的行为GGA_COMPAT=.TRUE.,新的行为将可以通过在INACR中设置GGA_COMPAT=.FALSE.得到。
12.08.2003:
主要的错误出现在symmetry.F和paw.F:
非线性计算的对称性例程没有正确的执行。
如果你阅读了以上内容,就会意识到在VASP.4.6和VASP.5.2版本中进行非线性计算推荐设置GGA_COMPAT=.FALSE.,这样可以提升GGA计算的数值精度。
VASP:
Non-collinearcalculationsandspinorbitcoupling:
Spinors旋量wereincludedbyGeorgKresseintheVASPcode.Thecoderequiredforthetreatment处理ofnon-collinearmagneticstructureswaswrittenbyDavidHobbs,andspin-orbitcouplingwasimplemented实施、执行byOlivierLebacqandGeorgKresse.SpinorsareonlysupportedasofVASP.4.5.
Subsections:
分段、子章节、下一级栏目
LNONCOLLINEAR-tag
Supported支持asofVASP.4.5.
SettingLNONCOLLINEAR=.TRUE.intheINCARfileallowstoperformfullynon-collinearmagneticstructurecalculations.VASPiscapable有能力