AkaiKKRのMT球の充填率 その2

AkaiKKRのMT球の充填率 その1では、面心立方構造と体心立方構造の金属のマフィンティン半径を変えながら全エネルギーを計算しました。その結果、マフィンティン球をできるだけ大きくするとき、全エネルギーが低くなることが確認できました。
これに対して、プリミティブセルに2種類以上の原子を含む場合、それぞれの原子のMT半径の比をどのように取るのがよいのかという問題が発生します。今回は、MgOのマグネシウムと酸素のマフィンティン球半径の比を、マフィンティン球が接する条件を保ちながら変化させたときに全エネルギーがどのように変わるかを確認しました。


計算手法


AkaiKKRのMT球の充填率 その1と同様に入力ファイルのテンプレートとシェルスクリプトを用いて、酸素とマグネシウムの比を変化させながら全エネルギーを計算します。

c------------------------------------------------------------
go data/MgO_RMT
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
fcc 7.9582 , , , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 2.0 sra pbe nmag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 4 200 0.035
c------------------------------------------------------------
c ntyp
2
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
Mg 1 2 0.0 2
12 100
O 1 RMT 0.0 2
8 100
c------------------------------------------------------------
c natm
2
c------------------------------------------------------------
c atmicx atmtyp
0 0 0 Mg
1/2 1/2 1/2 O
c------------------------------------------------------------


#!/bin/csh -f

## *** 実行ファイル ***
#setenv GFORTRAN_UNBUFFERED_ALL=y
#set EXEC="~/kkr/20170222/cpa2002v009c/specx"
set EXEC="specx"

## *** プロジェクト名 ***
set PREFIX="MgO"

## *** 酸素のMT半径設定値 ***
set RATIO_LIST=( 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 )

## *** ポテンシャルの再利用フラグ ***
## (0: 利用しない, 1: 利用する)
set POTCOPY=0

## *** 計算結果の出力先 ***
set ANALYSIS="./analysis/${PREFIX}.txt"
if ( -e ${ANALYSIS} ) then
cat ${ANALYSIS} >> ${ANALYSIS}.back
endif
echo "MT_ratio Filling(%) Total_energy(Ry)" > ${ANALYSIS}

## *** 繰り返し計算 ***
foreach RATIO ( ${RATIO_LIST} )
set RMT=`echo "${RATIO}*2" | bc -l | sed -e 's/^\./0./g'`
## *** ファイル名 ***
set TEMPLATE="./template/${PREFIX}_Template.in"
set KKRINP="./in/${PREFIX}_${RMT}.in"
set KKROUT="./out/${PREFIX}_${RMT}.out"
set POTFILE="./data/${PREFIX}_${RMT}"
set POTBACK="./data/${PREFIX}"

## 前回のポテンシャルが存在すれば利用
if (( -e ${POTBACK} ) && ( ${POTCOPY} == 1 )) then
cp ${POTBACK} ${POTFILE}
endif

## *** 入力ファイルの作成 ***
sed 's/'RMT'/'${RMT}'/g' ${TEMPLATE} > ${KKRINP}

## *** 第一原理計算の実行 ***
## 最大計算回数
set nummax=20
## 計算回数の初期化
set num=0
## 最初の第一原理計算
${EXEC} < ${KKRINP} > ${KKROUT}
## *** 繰り返し計算 ***
while ( ( ! { grep -q "err= -6." ${KKROUT} } ) && ( $num < $nummax ) )
${EXEC} < ${KKRINP} > ${KKROUT}
@ num++
end

## 前回のポテンシャルが存在すればバックアップ
if ( ${POTCOPY} == 1 ) then
cp ${POTFILE} ${POTBACK}
endif

## *** 結果の出力 ***
set ENE=`grep "total energy" ${KKROUT} | sed -e s/total//g -e s/energy=//g`
set FIL=`grep "volume filling=" ${KKROUT} | sed -e s/volume//g -e s/filling=//g -e s/%//g`
echo ${RATIO} ${FIL} ${ENE} >> ${ANALYSIS}
end


計算結果


計算結果を以下に示します。

MgO.png

Fig.1


酸素とマグネシウムのマフィンティン半径の比rO/rMgが1.2~1.3ぐらいで全エネルギーが最小になっています。
ちなみにマフィンティン球による充填率は、rO/rMg=1のとき最も低くなります。

関連エントリ




参考URL




参考文献/使用機器




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tag: AkaiKKR machikaneyama KKR マフィンティン半径 

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