AkaiKKRのewidth その2

AkaiKKRのewidth その1では、AkaiKKR(machikayenama)入力ファイルの中の ewidth, edelt と実際に計算される複素エネルギーの経路の関係をまとめました。
今回は ewidth が不適切な値に設定されているときにどのような問題が起こり得るかについて書きます。

ewidth が適切でない場合、計算が収束しない場合があるだけでなく、計算が間違った結果に収束してしまう場合も存在するので注意が必要です。


ewidthが小さすぎる場合


まず ewidth が小さすぎる場合について見てみます。多くの場合、go計算で収束しないだけですが、稀に正しくない結果に収束する場合があるようなので注意が必要です。

Fig.1に示したのは正しいダイヤモンドの状態密度で、下記の入力ファイルで計算したものです。更にこの入力ファイルを ewidth=1.0 Ryに変更した結果がFig.2です。

c------------------------------------------------------------
go data/diamond
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
fcc 6.74 , , , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 2.0 sra vwnasa nmag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 8 200 0.02
c------------------------------------------------------------
c ntyp
2
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
C 1 1 0.0 2 6 100
Vc 1 1 0.0 2 0 100
c------------------------------------------------------------
c natm
4
c------------------------------------------------------------
c atmicx atmtyp
0.00000 0.00000 0.00000 C
0.25000 0.25000 0.25000 C
0.75000 0.75000 0.75000 Vc
0.50000 0.50000 0.50000 Vc
c------------------------------------------------------------

c------------------------------------------------------------
dos data/diamond
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
fcc 6.74 , , , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 2.67 sra vwnasa nmag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 20 200 0.02
c------------------------------------------------------------
c ntyp
2
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
C 1 1 0.0 2 6 100
Vc 1 1 0.0 2 0 100
c------------------------------------------------------------
c natm
4
c------------------------------------------------------------
c atmicx atmtyp
0.00000 0.00000 0.00000 C
0.25000 0.25000 0.25000 C
0.75000 0.75000 0.75000 Vc
0.50000 0.50000 0.50000 Vc
c------------------------------------------------------------


Diamond.png
Fig.1: ダイヤモンドの正しい状態密度(ewidth = 2.0 Ry)


Diamond-ewidth.png
Fig.2: ダイヤモンドの誤った状態密度(ewidth = 1.0 Ry)


状態密度の形状を比べてみると明らかなように、これら二つの計算は、それぞれ異なった解に収束しています。あらかじめ正しい状態密度の形を知らずに間違った計算例だけを見せられても、結果が正しいのか間違っているのかは判断できないでしょう。従ってAkaiKKRで計算を行う場合は、あらかじめ先行研究の結果を調べておく、あるいは、別の計算コード(HiLAPWとかecaljとか)と同じ結果が得られるかを確認する必要があると思います(参考: AkaiKKRとecaljでCuGaTe2 その1その2)。

ewidth がコア近傍を横切る場合


Fig.3では ewidth が valence state を完全に含み、core state を含まないようにしていることが分かります。このようにするのが理想的なのですが、実際には core state が valence state に近くて ewidth の底がちょうどその間に来るようにすることが難しい場合もあります。そういうときには ewidth が core state を含むようにしても問題なく計算できます。(core state を valence state として扱うようになります。)

akaikkr-handson-2-140815051743-phpapp02.png

Fig.3: 状態密度と複素数エネルギーメッシュの関係。第5回CCMSハンズオン(ソフトウェア講習会): AkaiKKRチュートリアル 2. AkaiKKRの実習より


なお ewidth の底が core state に近い場合、下記のメッセージが出力されます。

***msg in cstate...corelevel near ebtm found for nclr=原子番号


これはメッセージなので、必ずしも問題が起きていることを意味しませんが、もしも上記メッセージが出ていて、かつ、収束しないときや、収束していても結果が怪しいようなら ewidth の値を変更してみると問題が解決するかもしれません。

関連エントリ




参考URL




参考文献/使用機器




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