vasp在计算磁性的实例和讨论之欧阳科创编.docx
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vasp在计算磁性的实例和讨论之欧阳科创编
兄弟，问3个问题1，vasp在计算磁性的时候，oszicar中得到的磁矩和outcar中得到各原子磁矩之和不一致，在投稿的是否曾碰到有审稿人质疑，对于这个不一致你们一般是怎么解释的了？
2，另外，磁性计算应该比较负责。
你应该还使用别的程序计算过磁性，与vasp结果比较是否一致，对磁性计算采用的程序有什么推荐。
ps：
由于曾使用vasp和dmol算过非周期体系磁性，结构对磁性影响非常大，因此使用这两个程序计算的磁性要一致很麻烦。
还不敢确定到底是哪个程序可能不可靠。
3，如果采用vasp计算磁性，对采用的方法和设置有什么推荐。
1，
时间：
2021.02.05
创作：
欧阳科
2，OSZICAR中得到的磁矩是OUTCAR中最后一步得到的总磁矩是相等的。
总磁矩和各原子的磁矩（RMT球内的磁矩）之和之差就是间隙区的磁矩。
因为有间隙区存在,不一致是正常的。
2，如果算磁性，全电子的结果更精确，我的一些计算结果显示磁性原子对在最近邻的位置时，PAW与FPLAW给出的能量差不一致，在长程时符合的很好。
虽然并没有改变定性结论。
感觉PAW似乎不能很好地描述较强耦合。
我试图在找出原因，主要使用exciting和vasp做比较。
计算磁性推荐使用FP-LAPW,FP-LMTO,FPLO很吸引人（不过是商业的），后者是O（N）算法。
3，使用vasp计算磁性，注意不同的初始磁矩是否收敛为同一个磁矩。
倒没有特别要注意的地方，个人认为。
归根结底，需要一个优秀的交换关联形式出现
VASP计算是否也是像计算DOS和能带一样要进行三步（结构优化，静态自洽计算，非自洽计算），然后看最后一步的出的磁矩呢？
一直想计算固体中某个原子的磁矩，根据OUTCAR的结果似乎不能分析，因为它里面总磁矩跟OSZICAR的值有一定的差别，据说是OUTCAR中只考虑WS半径内磁矩造成的。
最近看到一个帖子说是可以用bader电荷分析方法分析原子磁矩。
如法炮制之后发现给出的总磁矩与OSZICAR的结果符合的甚好，可是觉得没有根据，有谁知道这样做的依据吗，欢迎讨论！
设置ISPIN=2计算得到的态密度成为自旋态密度。
设置ISPIN=2就可以计算磁性，铁磁和反铁磁在MAG里设置。
最后得到的DOS是分up和down的。
磁性计算
（2006-12-0321:
02）
∙标签：
- 分类：
Vasp
·磁性计算
顺磁，意味进行non-spinpolarized的计算，也就是ISPIN=1。
铁磁，意味进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，而且每个磁性原子的初始磁矩设置为一样的值，也就是磁性原子的MAGMOM设置为一样的值。
对非磁性原子也可以设置成一样的非零值（与磁性原子的一样）或零，最后收敛的结果，非磁性原子的local磁矩很小，快接近0，很小的情况，很可能意味着真的是非磁性原子也会被极化而出现很小的local磁矩。
反铁磁，也意味着要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，这是需采用反铁磁的磁胞来进行计算，意味着此时计算所采用的晶胞不再是铁磁计算时的最小原胞。
比如对铁晶体的铁磁状态，你可以采用bcc的原胞来计算，但是在进行反铁磁的Fe计算，这是你需要采用sc的结构来计算，计算的晶胞中包括两个原子，你要设置一个原子的MAGMOM为正的，另一个原子的MAGMOM设置为负，但是它们的绝对值一样。
因此在进行反铁磁的计算时，应该确定好反铁磁的磁胞，以及磁序，要判断哪种磁序和磁胞是最可能的反铁磁状态，那只能是先做好各种可能的排列组合，然后分别计算这些可能组合的情况，最后比较它们的总能，总能最低的就是可能的磁序。
同样也可以与它们同铁磁或顺磁的进行比较。
了解到该材料究竟是铁磁的、还是顺磁或反铁磁的。
亚铁磁，也意味要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，与反铁磁的计算类似，不同的是原子正负磁矩的绝对值不是样大。
非共线的磁性，那需采用专门的non-collinear的来进行计算，除了要设置ISPIN，MAGMOM的设置还需要指定每个原子在x,y,z方向上的大小。
这种情况会复杂一些。
参杂Co原子的CdS稀磁半导体的态密度计算1.2.3
1.结构优化
System=CdS
ENCUT=500;
ISTART=0;
ICHARG=2;
GGA=91;
ISPIN=2
VOSKOWN=1
ISMEAR=-5;
SIGMA=0.1;
NSW=165
IBRION=2;
ISIF=3;
POTIM=0.2;
EDIFF=1E-4;
EDIFFG=-1E-2;
LREAL=Auto
PREC=Accurate
2.静态自洽计算得到体系的总磁矩（OZICAR最后一行MAG=）
System=CdS-Co
ENCUT=500;
ISTART=0;
ICHARG=2;
GGA=91;
ISMEAR=-5;
SIGMA=0.1;
ISPIN=2
VOSKOWN=1
#NSW=165
#IBRION=1;
#ISIF=3;
#POTIM=0.2;
EDIFF=1E-5;
EDIFFG=-1E-3;
LREAL=Auto
PREC=Accurate
3.静态非自洽计算得到自旋态密度以及体系的总磁矩（OZICAR最后一行MAG=）磁矩与2中的相同
System=CdS-Co
ENCUT=500;
ISTART=0;
ICHARG=11;
GGA=91;
ISMEAR=-5;
SIGMA=0.1;
ISPIN=2
VOSKOWN=1
LORBIT=10
#NSW=165
#IBRION=2;
#ISIF=3;
#POTIM=0.2;
EDIFF=1E-5;
EDIFFG=-1E-3;
LREAL=Auto
PREC=Accurate
NPAR=1
做铁磁计算或者反铁磁计算需加MAGMOM参数
晶胞中只有一种原子时：
MAGMOM=2m*3铁磁计算（2m是总的原子数，3是每个原子初始磁矩的大小）
MAGMOM=m*-3m*3反铁磁计算
Typesofspinorderinginperovskiteoxides
铁磁FM反铁磁AFM
A-type:
Theintra-planecouplingisferromagneticwhileinter-planecouplingisantiferromagnetic.
C-type:
Theintra-planecouplingisantiferromagneticwhileinter-planecouplingisferromagnetic.
G-type:
Bothintra-planeandinter-planecouplingareantiferromagnetic.
磁结构的计算
标题：
[转载]如何用VASP计算铁磁、反铁磁和顺磁
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0
顺磁，意味进行non-spinpolarized的计算，也就是ISPIN=1。
铁磁，意味进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，而且每个磁性原子的初始磁矩设置为一样的值，也就是磁性原子的MAGMOM设置为一样的值。
对非磁性原子也可以设置成一样的非零值（与磁性原子的一样）或零，最后收敛的结果，非磁性原子的local磁矩很小，快接近0，很小的情况，很可能意味着真的是非磁性原子也会被极化而出现很小的local磁矩。
反铁磁，也意味着要进行spin-polarized的计算，ISPIN=2，这是需采用反铁磁的磁胞来进行计算，意味着此时计算所采用的晶胞不再是铁磁计算时的最小原胞。
比如对铁晶体的铁磁状态，你可以采用bcc的原胞来计算，但是在进行反铁磁的Fe计算，这是你需要采用sc的结构来计算，计算的晶胞中包括两个原子，你要设置一个原子的MAGMOM为正的，另一个原子的MAGMOM设置为负，但是它们的绝对值一样。
因此在进行反铁磁的计算时，应该确定好反铁磁的磁胞，以及磁序，要判断哪种磁序和磁胞是最可能的反铁磁状态，那只能是先做好各种可能的排列组合，然后分别计算这些可能组合的情况，最后比较它们的总能，总能最低的就是可能的磁序。
同样也可以与它们同铁磁或顺磁的进行比较。
了解到该材料究竟是铁磁的、还是顺磁或反铁磁的。
NUPDOWN设置为一个为非0而且非-1的数，就是相当是将在自洽迭代循环的计算过程加了一个限制，即限制自旋向上和自旋向下的电子数之差为一个固定的值，对应的就是给体系设置一个固定的总磁矩。
具体在程序里面实现起来，量子化学的程序（比如Gaussian）和广泛用于固体物理的第一原理程序（比如WIEN2K）略有不同。
亚铁,结构,原子,磁矩,整数
最近遇到一个问题，如何计算不同的磁性结构？
如铁磁结构，反铁磁结构，亚铁磁结构。
vasp教程上有说明，设置ISPIN=2，MAGMOM=......，这样来说，计算铁磁结构只需要把各个原子的磁矩方向设为一致，如，都为正值就可以了；计算反铁磁结构只需要把不同子子晶格的原子磁矩方向设为相反，如，一正一负就可以了；计算亚铁磁结构或许还要用到NUPDOWN。
但是有个问题，我做了一个亚铁磁结构的计算，初始MAGMOM设置了有正有负的原子磁矩，没有设置NUPDOWN值，而优化出来的结果里各个原子的磁矩却是按同一方向排列的！
也就是说没有得到我想要的亚铁磁结构。
如果要设置NUPDOWN进行强制总磁矩的话，又不知道这个值该设成多大？
非常希望各位多给意见，只要是有相关内容的回帖都送金币。
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定义:
自旋多重度（spinmultiplicity）＝2S+1,S=n*1/2,n为单电子数。
所以，关键是单电子的数目是多少。
当有偶数个电子时，例如O2，共有16个电子，那么单电子数目可能是0，即8个alpha和8个beta电子配对，对应单重态，但是也可能是有9个α电子和7个β电子，那么能成对的是7对，还剩2个α没有配对，于是n=2,对应的是多重度3。
同理还可以有多重度5，7，9，...一般而言,是多重度低的能量低,最稳定,所以,一般来说,偶数电子的体系多重度就是1。
但是也有例外，如果O2就是一个大家都知道的例子，它的基态是三重态，其单重态反而是激发态。
所以，总结一下，就是电子数目是偶数，未成对电子数目n=0,2,4,6,...自旋多重度是1,3,5,7,...电子数目是奇数，未成对电子数目n=1,3,5,7,...自旋多重度是2,4,6,8,...多数情况是多重度低的能量低，有时（特别是有“磁”性的时候，例如顺磁的O2，以及Fe啊什么的），可能会高多重度的能量低。
时间：
2021.02.05
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