Is CPA self-consistent?

Posted on : July 11, 2005 (Mon) 10:35:41

by Hase Izumi

長谷＠産総研と申します。いつもお世話になります。
２年程前からMACHIKANEYAMAを使わせていただいております。バージョンはcpa2002v006cです。

強磁性金属Ni3AlにB,Cなどをドープしていったときに強磁性がどのように消失していくかを計算していますが、計算の途中で疑問が生じましたので質問させてください。

Ni3AlはCu3Au型の結晶構造を取り、体心の位置が大きく空いていて、そこにB,Cなどが入ると言われています。
この計算では体心の位置をempty sphereにして、それと例えばB原子とのCPAを行っています。

このとき、１つのファイルセットでは計算は収束するのですが、そのあと続けてもう一度計算するとまた別の解に向かっていくという現象が起こります。入力と出力を載せます。

go data/Ni3AlB10 sc 6.7497,1.0,1.0,90.0,90.0,90.0,
0.001 1.5 sra vwnasa kick 2nd
update 8 120 0.024
3
#--------------------------------------------
# name of type, number of components, rtr,
# field, lmax, atomic number, concentration
#--------------------------------------------
Ni 1 0 0.0 2 28 100
Al 1 0 0.0 2 13 100
Vc 2 0 0.0 2 0 90
5 10
5
0.00000000 0.00000000 0.00000000 Al
0.50000000 0.50000000 0.50000000 Vc
0.00000000 0.50000000 0.50000000 Ni
0.50000000 0.00000000 0.50000000 Ni
0.50000000 0.50000000 0.00000000 Ni
go data/Ni3AlB10 sc 6.7497,1.0,1.0,90.0,90.0,90.0,
0.001 1.5 sra vwnasa mag 2nd
update 8 120 0.024
3
#--------------------------------------------
# name of type, number of components, rtr,
# field, lmax, atomic number, concentration
#--------------------------------------------
Ni 1 0 0.0 2 28 100
Al 1 0 0.0 2 13 100
Vc 2 0 0.0 2 0 90
5 10
5
0.00000000 0.00000000 0.00000000 Al
0.50000000 0.50000000 0.50000000 Vc
0.00000000 0.50000000 0.50000000 Ni
0.50000000 0.00000000 0.50000000 Ni
0.50000000 0.50000000 0.00000000 Ni

後半は前半のファイルをコピペしただけです。

このとき出力は（収束に関わるところのみ）
***** self-consistent iteration starts *****
Ni_3AlVc
finite nuclear size correction made
finite nuclear size correction made
itr= 1 neu= 0.0228 moment= 0.0864 te= -9598.9330268 err= -1.868
itr= 2 neu= 0.0144 moment= 0.0863 te= -9598.9329852 err= -1.981
itr= 3 neu= 0.0202 moment= 0.0861 te= -9598.9329341 err= -2.100
itr= 4 neu= 0.0207 moment= 0.0854 te= -9598.9328737 err= -2.298
（略）
itr= 47 neu= 0.0000 moment= 0.0750 te= -9598.9327709 err= -5.405
itr= 48 neu= 0.0000 moment= 0.0750 te= -9598.9327709 err= -5.510
itr= 49 neu= 0.0000 moment= 0.0750 te= -9598.9327709 err= -5.704
itr= 50 neu= 0.0000 moment= 0.0750 te= -9598.9327708 err= -6.043
interval= 50 cpu time= 1316.01 sec
sdftyp=vwn reltyp=sra dmpc=0.024
Ni_3AlVc
itr= 50 neu 0.0000 chr,spn 33.3000 0.0750 intc,ints 0.0000 0.0000
rms err= -6.043 -6.296 -7.078 -6.714 -6.054 -6.281
-7.078 -6.706
ef= 0.5788029 0.5788029 def= 28.3568053 38.7379484
total energy= -9598.9327708

***** self-consistent iteration starts *****
Ni_3AlVc
finite nuclear size correction made
finite nuclear size correction made
itr= 1 neu= 0.0000 moment= 0.0750 te= -9598.9327696 err= -2.404
itr= 2 neu= -0.0044 moment= 0.0740 te= -9598.9327795 err= -2.427
itr= 3 neu= -0.0067 moment= 0.0725 te= -9598.9327998 err= -2.523
（略）
itr= 41 neu= 0.0000 moment= 0.0612 te= -9598.9328541 err= -5.473
itr= 42 neu= 0.0000 moment= 0.0612 te= -9598.9328541 err= -5.721
itr= 43 neu= 0.0000 moment= 0.0612 te= -9598.9328540 err= -6.052
interval= 43 cpu time= 328.43 sec
sdftyp=vwn reltyp=sra dmpc=0.024
Ni_3AlVc
itr= 43 neu 0.0000 chr,spn 33.3000 0.0612 intc,ints 0.0000 0.0000
rms err= -6.175 -6.052 -6.628 -7.067 -6.191 -6.058
-6.637 -7.053
ef= 0.5791795 0.5791795 def= 29.7320660 38.0288437
total energy= -9598.9328540

のように、モーメントと全エネルギーの値が変わって行きます。一度目の計算で収束したかに見えたポテンシャルは実は収束していなかったのでしょうか？それとも、入力の指定、k点がこれでも荒すぎる（初めk点がもっと荒い時に出た問題でしたが、k点をここ(165点）まで増やしても症状は変わりません）、などの問題でしょうか？

ちなみに、CPAでなくNi3Alの計算をすると、２度目の計算はitr=1で収束します。

長文で申し訳ありませんが、どなたか御教授いただければ幸いです。

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