4 赝势说明

DS-PAW目前可支持 .paw.potcar.pawpsp 3种格式的赝势使用,用户可通过参数 sys.pseudoType 指定使用赝势的类型。

4.1 hzw内部paw赝势

DS-PAW默认使用的是 hzw 赝势(.paw),对应参数 sys.pseudoType-1 ,此时DS-PAW会从安装路径 /pseudopotential 读取赝势文件,目前 hzw 赝势库包含元素共72种,为元素周期表中 1-86 号元素(镧系元素目前只支持元素镧)。

关于 hzw 赝势的准确性说明:快速入门与应用案例从多个功能出发进行计算,其计算结果与文献都能很好的吻合,这验证了 hzw 赝势在各个功能计算中都能展现较高的准确性。

此外,针对赝势库中的 72 种元素所对应的单质,另进行了 状态方程拟合获取稳态晶胞体积 的计算,测试对象包括 72 种元素对应LDA和PBE泛函赝势,共计 144 个赝势文件。测试所得体积与量子化学软件 WIEN2k 计算所得结果进行比较,两者计算误差在元素周期表中展示如下:

_images/pptest-LDA.png
_images/pptest-PBE.png
因WIEN2k网站未提供La、At计算数据,上表未展示La、At对比数据

通过对比可得,状态方程拟合得到稳态体积与 WIEN2k 软件结果基本一致,其中误差最大的为元素Zn,对应的LDA和PBE赝势的误差分别为 2.58%3.31% ,对这两种元素的赝势优化正在进行中。其余元素的误差基本控制在 0.1% 以内 ,该测试进一步验证了赝势库的整体准确性。

4.2 VASP赝势

DS-PAW提供了外部potcar格式赝势(.potcar)的使用接口,对应参数 sys.pseudoType10 ,此时DS-PAW会从默认路径 ./ 读取赝势文件。由于版权限制,DS-PAW只提供VASP赝势的使用接口,赝势文件需用户自行准备。 在使用时需要用户把赝势文件名做相应的修改,如果使用硅元素的LDA赝势,对应的POTCAR需要改成 Si_LDA.potcar,放置到指定目录(可以通过sys.pseudoPath设置)。

4.3 gbrv赝势

DS-PAW提供了外部gbrv格式赝势(.pawpsp)的使用接口,对应参数 sys.pseudoType11 ,此时DS-PAW会从默认路径 ./ 读取赝势文件。gbrv赝势是一套可以免费使用的赝势库,总共提供64种元素的赝势文件,获取网站 http://www.physics.rutgers.edu/gbrv/,下载时需要注意,DS-PAW支持的格式是 PAW format for Abinit。 在使用时需要用户把赝势文件名做相应的修改,如果使用硅元素的LDA赝势,对应的赝势文件需要改成 Si_LDA.pawpsp,放置到指定目录(可以通过sys.pseudoPath设置)。

4.4 compare赝势对比

\(Si\) 体系能带计算

为对比三种赝势的计算结果,本节以Si体系为例,分别使用以上三种赝势进行了能带计算,下图为能带对比图,该对比图说明三种赝势在描述Si的能带时,体系出较高的一致性,验证了hzw赝势的准确性。

_images/pptest-compare.png

数据来源:该图计算结果由鸿之微合作者提供

multi多体系带隙计算

本节以多个体系为例,使用 DS-PAW 对这些体系进行HSE06能带计算,并得到了多个体系的带隙值,将 DS-PAW 计算得到的带隙值与文献提供的 VASPRESCU 软件的计算数据进行对比,得到下图,该图进一步验证了hzw赝势的准确性。

_images/pptest-gap.png

数据来源https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.075139