Surface calculation

Posted on : November 13, 2002 (Wed) 15:47:16

by OKUNO

小谷様。

奥野（日本総合研究所）です。
たいへんごぶたさしております。　

2月近く前になろうとしておりますが、奈良でのCMDの際にはお世話になりました。
またいつのまにかこのような役にたつサイトができていて（日本の
第一原理計算関連では掲示板までついて、特定のプログラムまで
計算を議論できるサイトははじめてではないのでしょうか？）
業務の方がくそ忙しくなかなかAKAI?KKRをまわしたりする時間がないのですが
（LaGeO_{3}の計算もできておりません。ちょっと前までMOのプログラムやら高分子関連の計算やら
していました。）
私信モードはこれまでにして、、、、

燃料電池関連の「マテリアルデザイン」に関する質問なのですが
電池に使われている触媒　（　Pt単独が主。　最近Pt?Fe、Pt?Ni　Pt-Co　Pt-Ruなど
合金系が検討されている。　Phys.Chem.Chem.Phys. vol(3) p306 (2001)
（Pt合金）表面上の耐CO被毒性を調べるための（一酸化炭素）吸着エネルギーや、
酸素還元特性をしらべるためのPt（合金）?O_{2}表面の計算など、AKAI?KKRでは
できるものでしょうか？　擬ポテンシャル＋平面波では類する計算は多いようですが
合金（例えばPt-Fe　50atom%Fe です。）系の表面、もしくは原子層
slabの表面層だけPt-Feなどの合金にするなどの計算ならCPA?KKRの方が少ない原子数
で計算できるのではないかと、、。（計算する系として考えているのは表面＋吸着原子
になりますが。）う?ん、あんまりCPAでするメリットはないですか、、？
それとも、やはり表面系の計算は平面波をつかった計算の方が
よろしいものでしょうか？


あと、先ほどから（やっとですが）LaGeO_{3}の計算の計算をしてみようかと考えている
のですが、以下のファイルをつくってみたのですが、
Segmentation fault　
をはいて、計算がとまってしまいますが、どこかプログラム中の配列を大きくとるか、
なにか間違った書き方をしてしまっているかしているでしょうか？

こちらの勉強不足な質問で申し訳ありません。お時間あるときにお返事もらえると
うれしいです。

奥野幸洋

#---------------------------------- 0 ----------------------------------
# now # can be used as comment lines as well
#--------------------------------------------
go data/GaLa0.9Sr0.1O0.9Vc0.1O2
so 10.3651,1.00693,1.41659,90.0,90.0,90.0,
# edelt,ewidth, reltyp, sdftyp magtype record
0.001 1.2 sra vwn nmag init
update 5 100 0.020
4
#--------------------------------------------
# name of type, number of components, rtr,
# field, lmax, atomic number, concentration
#--------------------------------------------
Ga 1 0 0.0 2 31 100
LaSr 2 0 0.0 3 57 90
38 10
O_aVc 2 0 0.0 2 8 95
0 5
O_b 1 0 0.0 2 8 100
20
0.00000000 0.00000000 0.50346400 Ga
0.00000000 0.70829535 0.50346400 Ga
0.50000000 0.70829535 0.00000000 Ga
0.50000000 0.00000000 0.00000000 Ga
0.99010000 0.35414767 1.00400790 LaSr
0.00990000 1.06244303 0.00292009 LaSr
0.49010000 0.35414767 0.50638409 LaSr
0.50990000 1.06244303 0.50054390 LaSr
0.49800000 0.35414767 0.06041568 O_aVc
0.50200000 1.06244303 0.94651231 O_aVc
0.99800000 0.35414767 0.44304832 O_aVc
0.00200000 1.06244303 0.56387967 O_aVc
0.22900000 0.05241386 0.76727913 O_b
0.77100000 0.76070921 0.23964886 O_b
0.72900000 0.65588149 0.74311286 O_b
0.27100000 1.36417684 0.26381513 O_b
0.77100000 1.36417684 0.23964886 O_b
0.22900000 0.65588149 0.76727913 O_b
0.27100000 0.76070921 0.26381513 O_b
0.72900000 0.05241386 0.74311286 O_b

Re:Surface calculation

Posted on : November 13, 2002 (Wed) 22:54:54

by Takao kotani

奥野様，
こんにちは．

電池関連の話が多いですが，ぼくも非常に興味がある分野ですし，なにか
おもしろいことがうまくできないかなあと考えています。
とは、いっても全く何も知らないしぼちぼちと勉強していきたいと
考えてるところですが。。。

>燃料電池関連の「マテリアルデザイン」に関する質問なのですが
>電池に使われている触媒　（　Pt単独が主。　最近Pt?Fe、Pt?Ni　Pt-Co　Pt-Ruなど
>合金系が検討されている。　Phys.Chem.Chem.Phys. vol(3) p306 (2001)
>（Pt合金）表面上の耐CO被毒性を調べるための（一酸化炭素）吸着エネルギーや、
>酸素還元特性をしらべるためのPt（合金）?O_{2}表面の計算など、AKAI?KKRでは
>できるものでしょうか？　擬ポテンシャル＋平面波では類する計算は多いようですが
>合金（例えばPt-Fe　50atom%Fe です。）系の表面、もしくは原子層
>slabの表面層だけPt-Feなどの合金にするなどの計算ならCPA?KKRの方が少ない原子数
>で計算できるのではないかと、、。（計算する系として考えているのは表面＋吸着原子
>になりますが。）う?ん、あんまりCPAでするメリットはないですか、、？
>それとも、やはり表面系の計算は平面波をつかった計算の方が
>よろしいものでしょうか？
そうですね．MT potentialなので，あまり表面のようなものは
得意ではないのではないかと思います.ただ，ASAで(その必要はないかもしれない)，
真空領域にはempty sphereを詰め込んでやるのもできるかもしれないです。
確かにおっしゃるようにCPAを利用できるので，かなり細長いユニットセルで
計算できて、Pt-Fe50atom%Feの表面のFeのdosとか吸着などの計算が
効率よく計算できるような気もします.おもしろいかもしれないです。
もうすこし考えてみます。
本当のところは，もうちょっときちんと表面の問題も扱えるよう
改良していくべきなんですが。。。


>あと、先ほどから（やっとですが）LaGeO_{3}の計算の計算をしてみようかと考えている
>のですが、以下のファイルをつくってみたのですが、
>Segmentation fault　
>をはいて、計算がとまってしまいますが、どこかプログラム中の配列を大きくとるか、
>なにか間違った書き方をしてしまっているかしているでしょうか？
>
了解しました。何とかやってみますが、いま手元にあいてるマシンがないのもあって
(多分来週中ぐらいには手に入る),ちょっと時間掛かるかもしれないですが、
とにかく見てみます。実際には、まずは理想的な1/4のサイズのものから
テスト計算を始めるのがよいですが。。。

小谷

input for LaSrGaO3 (in Japanease)

Posted on : December 31, 2002 (Tue) 17:56:16

by takao kotani

LaSrGaO3 の計算に関して奥野さんの失敗されてた点を説明します。

1.原子位置が正確に入れられていない．
奥野さんの作った入力ファイルでは，
isymop= 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
と表示されず，1 0 0 0 ...となります．これは，対称要素が一個しかない
(時間反転を入れても二個しかない)ことを意味します。
これでは計算時間が4倍かかってしまいます.
これを正確にしました(ちょっとしたツールを使って補正しました。ツールは3月のCMD
までに公開できると思います．．．).

2.パッチを当てる。
たぶん，
http://sham.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~kkr/TARS/spmain_NewForv005.f
http://sham.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~kkr/TARS/specx_NewForv005.f
に変えてもらえてないように思います.そのせいで
segmentation faultがでます．というか，これをいれると
msizmxを大きくせよなどと文句をいってくるはずです．
http://sham.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~kkr/TARS/sample_LaSrGaO3/specx.f
にあるような，サイズにしてください。
& (natmmx=20, ncmpmx=7, msizmx=250, mxlmx=4, nk1x=30, nk3x=11,
& msex=201, ngmx=15, nrpmx=250, ngpmx=250, npmx=200, msr=400)

3.収束のさせ方．
コツがあります.僕は、
まず，edelt=0.004,とかなり大きく取って、k点は一点だけで(bzqlty=t)でやってみました。
http://sham.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~kkr/TARS/sample_LaSrGaO3/LaSrGaO3.in.0
で，とにかく収束させます(ある程度でいいです).
最初は、pmixを0.010ぐらいでやったほうがより安全です。

で，その後goをdosにかえてdosモードでdosプロットして
積分contourに問題がないか確認します。その後，
http://sham.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~kkr/TARS/sample_LaSrGaO3/LaSrGaO3.in.2
にあるように，edelt=0.001にして，k点も増やしてbzqlty=2，もうすこしリアルな計算にします．
結果が　http://sham.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~kkr/TARS/sample_LaSrGaO3/out.2
ポテンシャルファイル(pentium linux intel-fortran)が，
http://sham.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~kkr/TARS/sample_LaSrGaO3/data/GaLa0.9Sr0.1O0.9Vc0.1O2
にあります．途中で計算は打ち切っていますが(あとはおまかせします)。。。
もし金属状態なら，bzqlty=2ではたりないかもしれないです．

実は，最初edelt=0.004,ewidth=0.8ぐらいに取っていて，それで，k点をbzqlty=tでやってみたんです．
ある程度収束したように見えたんですが、ewidth=1.5ぐらいでdosを書かせてみると，
積分contourの左端がsemi-coreに引っかかっていました。
それで，1.0にすると引っかからないように見えたのでewidthを1.0にしたんです．
しょっぱなからdosを欠かせてもいいんです．それでだいたいの準位がわかりますから，
contourサイズが選べます.もちろん収束させていくと，電荷が移動してしまうので，
またcontourを選びなおしてやらないといかんということにもなりえますが。。。
(実際，上のLaSrGaO3.in.2でもある程度収束した後dosを書いて再度確認してやらないといかん).
いずれにせよ，そういう試行錯誤で，収束を追い詰めていきます。

一般に金属が解になるような場合とかバンドギャップの小さい半導体の場合は，k点がたくさん必要で
しんどいわけですが、収束計算のはじめの段階では，上述のようにbzqlty=tで一点だけとり，
そのかわり，edeltを大きく取ってとにかく出発点を決める．のがいいと思います.
また，この場合，酸素をpまでにしてもいいかもしれません(試してませんが。。。).

赤井先生，これでいいでしょうか？

小谷

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

#---------------------------------- 0 ----------------------------------
# now # can be used as comment lines as well
#--------------------------------------------
go data/GaLa0.9Sr0.1O0.9Vc0.1O2
so 10.3651,1.00693,1.41659,90.0,90.0,90.0,
# edelt,ewidth, reltyp, sdftyp magtype record
0.004 1.0 sra vwn nmag 2nd
update t 100 0.020
4
#--------------------------------------------
# name of type, number of components, rtr,
# field, lmax, atomic number, concentration
#--------------------------------------------
Ga 1 0 0.0 2 31 100
LaSr 2 0 0.0 3 57 90
38 10
O_aVc 2 0 0.0 2 8 95
0 5
O_b 1 0 0.0 2 8 100
20
0.00000000 0.00000000 0.50346500 Ga
-0.00990000 0.35414750 -0.00292210 LaSr
0.49800000 0.35414750 0.06041568 O_aVc
0.22900000 0.05241386 -0.23965087 O_b
-0.50000000 0.00000000 0.00000000 Ga
0.00000000 0.70829500 0.50346500 Ga
-0.50000000 -0.70829500 0.00000000 Ga
0.00990000 -0.35414750 0.00292210 LaSr
-0.49010000 -0.35414750 0.50054290 LaSr
0.49010000 0.35414750 -0.50054290 LaSr
-0.49800000 -0.35414750 -0.06041568 O_aVc
0.00200000 -0.35414750 -0.44304932 O_aVc
-0.00200000 0.35414750 0.44304932 O_aVc
-0.22900000 -0.05241386 0.23965087 O_b
0.27100000 -0.05241386 0.26381413 O_b
-0.27100000 0.05241386 -0.26381413 O_b
-0.22900000 -0.65588114 0.23965087 O_b
0.22900000 0.65588114 -0.23965087 O_b
-0.27100000 0.65588114 -0.26381413 O_b
0.27100000 -0.65588114 0.26381413 O_b