VASP自旋轨道耦合计算错误汇总(2)

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-tag Supported as of VASP.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_x s_y s_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，WA VECAR 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：

axis

z axis x z axis

z axis y x y axis

z axis y axis x x m m m m m m m m m m m )cos()sin()sin()sin()cos()sin()cos()cos(*)sin()sin()cos()cos(ββαβααβαβααβ+-=++=+-=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,z y x x y s s s a s s a ||tan ,tan

22+==βα,以下等式得到逆变化：

z y x axis y x axis z y x axis m m m m m m m m m m m z

y

x

)cos()sin()sin()cos()sin()cos()sin()sin()sin()cos()cos()cos(βαβαβααβαβαβ++=+-=++=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：axis

z z axis y y axis x x m m m m m m ===,,，第二种重要的情况，是0=axis x m 和0=axis y m ，在这种情况下：

222222/)(cos /)cos(*)sin(z y x z axis z axis x z y z

y z axis z axis z x s s s s m m m m s s s s m m m x ++===

++==βαβ

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=x y z!局域磁矩x y z

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=x y z!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WA VECAR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WA VECAR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WA VECAR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=x y z!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WA VECAR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WA VECAR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_COMPA T=.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-collinear calculations and spin orbit coupling:Spinors旋量were included by Georg Kresse in the VASP code.The code required for the treatment处理of non-collinear magnetic structures was written by David Hobbs,and spin-orbit coupling was implemented实施、执行by Olivier Lebacq and Georg Kresse.Spinors are only supported as of VASP.4.5. Subsections：分段、子章节、下一级栏目

LNONCOLLINEAR-tag

Supported支持as of VASP.4.5.

Setting LNONCOLLINEAR=.TRUE.in the INCAR file allows to perform fully non-collinear magnetic structure calculations.VASP is capable 有能力的of reading WAVECAR and CHGCAR files from previous 之前的non-magnetic 非磁or collinear 线性calculations,it is however not possible to rotate 旋转、转动the magnetic field locally on selected atoms.

Hence 因此,in practice 在实践中,we recommend 推荐to perform non-collinear calculations in two steps:

First,calculate the non magnetic groundstate 基态and generate a WA VECAR and CHGCAR file.

Second,read the WA VECAR and CHGCAR file,and supply 提供initial magnetic moments by means of the MAGMOM tag (compare Sec.6.13).For a non-collinear setup,three values must be sup …… 此处隐藏：4591字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……