1、“.....必须首先进行结构优化的计算,在得到结构优化结果文件以后,才能进行性质的计算。所以,正确的设置结构优化的参数是非常重要的。在软件中,有四个参数来控制结构优化的收敛参数,它们如表所示表第个是能量的收敛精度,单位为,是体系中每个原子的能量值第二个是作用在每个原子上的最大力收敛精度,单位为第三个是最大应变收敛精度,单位为第四个是最大位移收敛精度,单位为。这些收敛精度指的是两次迭代求解之间的差,只有当次计算的值与上次计算的值相比小于设置的值时,计算才停止。设置的方法是在中选择选项,再在选项中选择。在选项中可以进行收敛精度的设置图。如下图,我们设置的四个方面的精度分别为,如图所示。图计算体系性质的设置在中可以计算体系的性质,如能带结构态密度聚居数分析声子色散关系声子太密度光学性质应力等。在这里我们介绍下如何进行能带和态密度的计算设置......”。
2、“.....必需先进行自洽计算得到基态能量,而结构优化能够做到这点,这就是之所以要在计算能带和态密度之前对体系进行结构优化的原因。图设置能带计算时如图所示。在中选择选项,然后选中,在中设置好假设的体系导带中取的空带的数目。同时在项里选择计算能带时点的设置,它也分为三种。点开,即可看见详细的沿各高对称路径的点设置。版本中还允许能带计算中的交换关联函数与自洽计算中的不同,所以在中设置了交换关联函数的选取项。能带中能量的收敛精度在进行设置。如图中显示的是我们计算能带的设置,空带的数目为条,点取了,交换关联函数与自洽计,,,,第页,共页,,,,,,,,,,,,,,,黄昆,韩汝琦固中的相同,带的能量收敛值为。态密度的设置与能带类似,它在选项下有部分态密度的选择项,其点的设置和在电子选项中介绍的完全相同,并且也可以进行与自洽计算中的不同的交换关联函数......”。
3、“.....计算结果从计算服务器上返回以后,在界面中就可以进行分析三模拟过程与结果模型建立点击导出库中,如图图为了减少计算时间,点击图几何优化。图点击,得到优化结构如图图比较原来建模时的晶格常数如图图比较可知,晶格常数由原来的优化为。计算热学性质计算设置其中交换关联能选择图电子选项设置设置为,截断能为,自洽精度为,赝势选择为模守恒赝势。图图特性设置在图的左边框图中,点击,就会出现右边框图,设置如图图运算设置图然后点击,运行约两个小时,可得到结果,如图图分析结果将目标文件定在点击图点击可以等到声子态密度,色散关系,焓,自由能,熵,比热,德拜温度。结果如下图图图图图结果分析与比较。分析能量图像可以得知,随着温度的升高,自由能是下降的,熵是增加的,这就表示,该结构的稳定性随温度增加而提高。由比热容可知,在低温时,与温度呈次关系,随着温度升高......”。
4、“.....高温部分呈水平,与固体物理教材吻合。参考文献,谢希德,陆栋固体能带理论上海复旦大学出版,,子波函数正交起了种排斥势的作用,在很大程度抵消了离子实内部的吸引作用。据此,离子实内部的势函数用假想势代替,在离子实之间的区域波函数和电子的能量本征值保持不变的条件下求解固体单电子波函数方程,假想的势叫赝势,用赝势求出的波函数叫赝势波函数。对于多原子固体而言,根据波函数的不同特征坐标空间被分成以内的原子核区域芯区和以外的其它区域两部分假定存在个截断距离。芯区价电子波函数相互交叠作用,和真实的势和波函数相比,其形状和幅度都样。目前,除了经验赝势半经验的模型赝势外,还有没有附加经验参数的第性原理从头算原子赝势,包括模守恒赝势超软赝势方法,分子轨道的自洽求解分子轨道的自洽场方程密度泛函理论是基于定理,该定理表明体系基态的性质由电荷密度决定......”。
5、“.....是经典的库仑相互作用静电能,包括了多体相互作用对总能的贡献,其中交换关联能是主要的部分。我们从波函数来构造电荷密度。对于波函数可以写成具有反对称性单粒子波函数分子轨道的行列式当分子轨道是正交时,即电荷密度可表示为由总能的表达式和电荷密度的表达式,动能项原子单位可表示为库仑相互作用项为方程中表示原子核的带电量,表示电子与核的吸引作用,表示电子与电子的排斥作用,表示核与核的排斥作用。总能表达式的最后项交换关联能需要作些近似,比如局域自旋密度近似,广义梯度近似等。这样,总能的表达式可写成利用分子轨道的正交归性,基态的能量由上式对密度的变分得到化简上式,得到方程式子中是与交换关联能对应的交换关联势。事实上,分子轨道可以通过原子轨道来展开,也就是说分子轨道是原子轨道的线性组合,可以表为在这里原子轨道称为原子轨道基函数,为扩展系数......”。
6、“.....而在中分子轨道用平面波基来展开。不象分子轨道,原子轨道是非正交的,在使用原子轨道基函数展开时,化为下列形式其中它是分子轨道的自洽场方程,是非线性方程,只能用迭代方法求解。二软件的使用方法模型的建立方法点击赝势这两种赝势,它们有各自的优势,赝势般适用于金属体系,对于我们研究的纳米碳管,更适合使用的是赝势。设置的方法是在中的选项中,在的下拉框来进行选择。如图所示。图赝势的设置截断能的设置中分子轨道是通过平面波基来扩展。平面波基的数目是通过截断能的高低来控制,选择的截断能过低会影响计算的结果的正确性,而选择的过高会影响计算量。因此,在计算中要选取合适的截断能。般情况下,在计算前可以选取几个截断能来试验,哪个更合适,在保证计算精度的前提下选择尽可能低的截断能。因此,截断能是计算中最重要的参数之......”。
7、“.....然后在对话框中选择,在中填入欲设置的值图。在计算超细纳米碳管的计算中我们首先尝试了和的截断能,结果显示,两者计算的总能差别不到,差别非常小,于是我们采用进行计算。点设置布里渊区的设置布里渊区的设置是通过点的设置来反映的。在点的设置中,使用的是按表格在倒格矢空间的划分。图点的设置适当的选择点对于达成精确度与效率的平衡是很重要的。预设点是在给绝缘体的到给金属的之间,这是因为金属系统需要更好的取样。如此通常就能产生足够的点数。例如传统硅晶胞所需的,应该检查增加个,直到建议出来的奇数值参数能更为有利。我们必须推荐用点取样的增加来减低有限基底集的修正并促使在个固定能量下晶体松弛更加精确。设置的方法是在中的选项中选择,然后在对话框中选择。在的选项中又有几种方式。第种是只取点,这对于计算体系具有较大的原子数目并且对称性低的情况下可以考虑。第二种是按精度来选择......”。
8、“.....分别是。这三个等级对应着不同的点。比如在做结构优化任务时般精度都要选择等级。第三种是可以给定点的间,选择,则出现下图图其中有多个选项,可以选择,点击确定,打开个工作窗口。图确定空间点群,选择,就可以建立晶包结构。最后选择加入到原子选择图在原子相应位置上添加原子,就可以建立计算模型。以为例,重复上述过程就可以建立如图所示模型图计算任务的设置在软件中行任务设置,主要是通过应用窗口中的工具条之来进行。我们可以更改工具框中的相应选项,来配置诸如电子选项结构优化选项和电子和结构性质选项等。这几个选项是我们在运用进行性质计算研究中,非常重要的几个技术参数。其中,电子选项是很多其它计算任务也要涉及的。在中还有如动力学结构优化弹性常数过渡态等计算的设置。在程序运行之前,从研究的问题出发,要将软件中关键的些任务参数设置成符合计算需要的值,我们才能得到所期望的运算结果......”。
9、“.....必须对电子选项进行设置。在电子选项中主要有以下方面的设置精度设置表如表所示,主要分为差中等好超好四个等级。在涉及收敛精度点取样精度截断能等的设置时都要进行适当的选取。比如,在我们做掺杂纳米碳管结构优化时,选取的收敛精度为好点间隔为,截断能为。交换关联函数的设置提供了两种交换关联函数的设置,种是局域密度近似,它使用的是形式的赝势,是引用,,和,采用的赝势形式。另外种是广义梯度近似,它有三种形式可供选择,分别是,对应的是三种不同的广义梯度近似形式。以上两种交换关联函数和及其对应的可选形式是通过中的选项来进行配置,如图和所示,改变其中的类型和每类型对应的函数产生形式,即可得到相应的设置。在我们做纳米碳管结构优化任务时,选择的是广义梯度近似下的形式的关联函数,如图所示......”。
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