スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

AkaiKKRで固定スピンモーメント計算

AkaiKKR(machikaneyama)では固定スピンモーメント(fsm)計算を行うことができます。今回は体心立方構造(bcc)鉄のスピンモーメントを変化させながら、全エネルギーと状態密度を計算しました。

001_20150914155956606.gif
Fig.1: スピンモーメントの大きさを変化させたときのbcc鉄の状態密度の変化。緑で示したときが磁気モーメントが2.2μBの場合で、エネルギー的に最安定。



固定スピンモーメント計算


AkaiKKR(machikaneyama)ではmagtypをmagとしてgo計算を行うと自動的に強磁性の安定な状態が(強磁性の解が存在すれば)計算されます。例えば体心立方構造(bcc)の鉄の計算を行うと、スピンモーメントM=2.17μBという値が自動的に得られます。

これに対して、スピンモーメントを指定して計算する方法をfixed spn moment(固定スピンモーメント: fsm)計算と呼びます。AkaiKKRのソースコードやInstalling and Running AKAIKKR (PDF)等を見るに、fsm計算は実行可能な感触を受けていたのですが、私の記憶が確かなら、以前のバージョンでは上手く行かなかったように思います。このエントリを書いている段階での最新版であるAugust 26, 2015では、計算できるようになっていたので報告します。

計算手法


Installing and Running AKAIKKR (PDF)には以下のようにあります。

If the calculational mode is set to fsm (ids = 5) then the value for the fixed spin has to be given at the end of the input file.

そこで、計算の種類をgoからfsmに変更し、ファイルの末尾に指定するスピンモーメントを入力したインプットファイルを以下のように準備しました。

c----------------------Fe------------------------------------
fsm data/fefsm
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
bcc 5.27 , , , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 1.0 sra mjw mag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 8 200 0.035
c------------------------------------------------------------
c ntyp
1
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
Fe 1 1 0.0 2
26 100
c------------------------------------------------------------
c natm
1
c------------------------------------------------------------
c atmicx(in the unit of a) atmtyp
0 0 0 Fe
c------------------------------------------------------------
c moment
2.2
c------------------------------------------------------------


通常のgo計算と同様にfsm計算で得られたポテンシャルファイルを利用してdos計算やspc計算を行えば、スピンモーメントを指定した状態密度やバンド構造が計算できるようです。今回はシェルスクリプトを作成して、スピンモーメントを0(つまり非磁性)から2.5まで0.1ずつ変化させたときの全エネルギーと状態密度を計算しました。

#!/bin/csh -f

## *** フォルダ構造 ***
## FeFSM/─┬─analysis/─FeFSM.plt
## ├─in/
## ├─out/
## ├─data/
## ├─template/─FeFSM.in
## └─FeFSM.sh

## *** スピンモーメント ***
set SPIN_LIST=( 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 )

## *** 保存先のファイルが存在していたら削除 ***
rm -f analysis/FeFSM.txt

## *** スピンモーメントごとに計算 ***
foreach SPIN ( ${SPIN_LIST} )
## テンプレートから入力ファイルを作成
sed 's/'SPIN'/'${SPIN}'/g' template/FeFSM.in > in/FeFSM_${SPIN}.in
## 第一原理計算
specx < in/FeFSM_${SPIN}.in > out/FeFSM_${SPIN}.out
## 計算結果の保存
tail -n 2 data/fefsm-${SPIN}.info | sed '$d' >> analysis/FeFSM.txt
end


結果


冒頭に示したFig.1がスピンモーメントを変化させた際の状態密度の変化です。緑のときがM=2.2で実験値に最も近いときの状態密度です。スピンモーメントとは、つまるところ、upスピンとdownスピンの電子の個数の差なので、スピンモーメントが大きくなるにつれてupスピンの状態密度は低エネルギー側へ、downスピンの状態密度は高エネルギー側へ移動していきます。

002_201509141559564ea.png
Fig.2: スピンモーメントと全エネルギーの関係


Fig.2に示したのは、スピンモーメントに対する全エネルギーの変化をプロットしたものです。実験値に最も近いM=2.2μBで全エネルギーが最低になっていることがわかります。

関連エントリ




参考URL




付録


このエントリで使用したファイルを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。(参考:ねがてぃぶろぐの付録)


参考文献/使用機器




フィードバック



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ

 ↑ 電子工作ブログランキング参加中です。1クリックお願いします。


コメント・トラックバックも歓迎です。 ↓      


 ↓ この記事が面白かった方は「拍手」をお願いします。
スポンサーサイト

tag: AkaiKKR machikaneyama KKR FSM 固定スピンモーメント 強磁性 状態密度 DOS 

FC2カウンター
カテゴリ
ユーザータグ

LTspiceAkaiKKRScilabmachikaneyamaKKRPSoCCPAOPアンプPIC強磁性モンテカルロ解析常微分方程式トランジスタodeインターフェース状態密度DOSecalj定電流PDS5022スイッチング回路半導体シェルスクリプト乱数レベルシフトHP6632A温度解析ブレッドボードI2CR6452A分散関係トランジスタ技術可変抵抗確率論数値積分反強磁性セミナー非線形方程式ソルバ絶縁バンドギャップ熱設計偏微分方程式バンド構造GW近似カオス三端子レギュレータLEDフォトカプラシュミットトリガISO-I2CA/DコンバータLM358USBカレントミラーTL431マフィンティン半径PC817C数値微分アナログスイッチ発振回路サーボ直流動作点解析74HC40532ちゃんねる標準ロジックチョッパアンプLDAアセンブラFFTbzqltyイジング模型ブラべ格子開発環境補間量子力学電子負荷BSchパラメトリック解析単振り子基本並進ベクトル熱伝導繰り返しGGAMaximaTLP621ewidthSMP相対論抵抗位相図ランダムウォークスピン軌道相互作用六方最密充填構造不規則合金FETコバルト失敗談QSGWcygwinスレーターポーリング曲線スイッチト・キャパシタラプラス方程式gfortranキュリー温度状態方程式条件分岐格子比熱TLP552LM555TLP521三角波NE555過渡解析FXA-7020ZRWriter509テスタ詰め回路MCUマントルダイヤモンドQNAPデータロガーガイガー管自動計測UPS井戸型ポテンシャルawk第一原理計算仮想結晶近似ブラウン運動差し込みグラフ平均場近似fsolve起電力熱力学OpenMPスーパーセル固有値問題最適化最小値VCAシュレディンガー方程式VESTAubuntu最大値面心立方構造PGAOPA2277L10構造非線型方程式ソルバ2SC1815fccフェルミ面等高線ジバニャン方程式ヒストグラム確率論マテリアルデザイン正規分布結晶磁気異方性interp1フィルタ初期値ウィグナーザイツ胞c/aルチル構造岩塩構造スワップ領域リジッドバンド模型edeltBaOウルツ鉱構造重積分SIC二相共存ZnOquantumESPRESSOCapSensegnuplotmultiplot全エネルギー固定スピンモーメントFSM合金ノコギリ波フォノンデバイ模型ハーフメタル半金属TeXifortTS-110不規則局所モーメントTS-112等価回路モデルパラメータ・モデルヒストグラムExcel円周率GimpトラックボールPC直流解析入出力文字列マンデルブロ集合キーボードフラクタル化学反応三次元Realforce縮退日本語最小二乗法関数フィッティング疎行列シンボル線種ナイキスト線図陰解法負帰還安定性熱拡散方程式EAGLECrank-Nicolson法連立一次方程式P-10クーロン散乱Ubuntu境界条件MBEHiLAPW軸ラベルトランスCK1026MAS830L凡例PIC16F785LMC662AACircuit両対数グラフ片対数グラフグラフの分割specx.f

最新コメント
リンク

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。