算例 11-fe-bcc-fm:bcc Fe 铁磁共线自旋极化计算(与非磁对照)¶
目的¶
- 练习
scf.SpinPolarization on与坐标行第 6、7 列(上/下自旋初始电子数)的写法; - 从
.out读出总自旋磁矩、Mulliken 与 Voronoi 原子磁矩; - 用同一组参数比较铁磁(FM)与非磁(NM)两种状态的总能量。
对应教程:第11章 自旋极化、非共线磁性与交换耦合 §3。
文件说明¶
| 文件 | 说明 |
|---|---|
Fe_bcc_FM.dat |
bcc Fe 原胞(a = 2.866 Å,实验值),Fe5.5H-s3p2d1 / Fe_PBE19H(16 价电子),初始 10.0 / 6.0,k 网格 16³ |
job.slurm |
先算 FM,再用 sed 生成并运行 NM 对照(scf.SpinPolarization off、8.0 / 8.0),最后打印能量与磁矩 |
运行前修改 DATA.PATH。
运行步骤¶
预期结果 / 如何检查¶
grep "Utot\." fe_fm.out fe_nm.out # E(FM) should be clearly lower than E(NM)
grep "Total spin moment" fe_fm.out # total spin moment per cell (1 atom)
grep -A 6 "Mulliken populations" fe_fm.out # Up / Down / Sum / Diff per atom
grep "by Voronoi charges" fe_fm.out # Voronoi spin moment
- 实验饱和磁矩约 2.2 μB/Fe;GGA 通常给出 2.2–2.3 μB 左右。Mulliken 的
Diff在多组 d 基函数时可能略大,Voronoi 值可作对照; Sum列应为 16.000(Fe_PBE19H 的价电子数),Sum of MulP的 total 应等于 ideal(neutral);- FM 比 NM 低数百 meV/atom 的量级是合理的;具体数值以你的计算为准;
fe_fm.sden.cube是自旋密度,可在 VESTA 中以 ±0.005 左右的等值面查看。
注意事项¶
- 输出的磁矩采用 OpenMX 约定(与电子的物理磁矩符号相反),对大小与 FM/AFM 判断没有影响。
- k 点与电子温度会影响磁矩:建议把
scf.Kgrid从 12³ 加密到 20³ 检查收敛,电子温度不要设得过高。 - 若磁矩塌缩为 0,检查初始占据是否对称、混合权重是否过大。
- 块(
<...与...>之间)内不要写注释行;本输入把说明都放在块外。