请教磷酸铁锂掺杂Ti的VASP输入设置问题

yulaile

请教各位老师，刚入门VASP计算，我做的是优化磷酸铁锂晶胞中一个Fe位替换为4价的Ti，以下几个问题请帮忙解答下，谢谢！

1.  Ti的替换导致体系不是电中性，需要设置NELECT吗
2.  引入Ti离子后晶胞参数会变化，是先做ISIF=2 再做ISIF=3或者限制部分晶格参数做优化
3.  体系有Fe可以在初优化阶段设置ISPIN=1吗

admin

1 一般来说调整NELECT的研究相对较少，不过研究这种掺杂确实是有的，原理上也没什么问题。不过大多数体系都是研究中性体系的掺杂，有时候会考虑抗衡离子。
2 掺杂浓度较少的话其实2和3都行，几乎没什么影响。浓度大就得用3允许晶格参数优化
3 经验上讲是可以的，不过这样做的话在理论上可能会错过一些稳定的结构，导致是否用ISPIN=1预优化得到的结构不同。保险的话最好用ISPIN=2

chengjunlei

这是一个是否要涉及“带电缺陷/掺杂”的选择。如果你认为/选择体系是带电的，需要额外考虑矫正的问题。严格来讲，在你不知道是否的情况下，应对两种可能的模型计算并对结果进行比较。

CHLllooll

chengjunlei 发表于 2024-6-14 02:08
这是一个是否要涉及“带电缺陷/掺杂”的选择。如果你认为/选择体系是带电的，需要额外考虑矫正的问题。严格 ...

但是针对于VASP来说，不是说带电体系算不准吗？只能指定整体的带电多少而不能指定带电位置？优化的时候多的这个电子优化不到合适的位置吧

chengjunlei

CHLllooll 发表于 2024-6-19 16:43
但是针对于VASP来说，不是说带电体系算不准吗？只能指定整体的带电多少而不能指定带电位置？优化的时候多 ...

VASP一般涉及的是周期性条件下的计算，此时体系若带电，会额外存在“镜像电荷”，由此会产生本不该存在的静电作用。

对于Slab结构，带电体系的计算是不太可靠的，当然可以通过选择合适的矫正方法来解决这个问题。
【参考】If you set the number of electrons in the INCAR file for a slab calculation you end up with a charged slab. The electrostatic energy of such a slab is however only conditionally convergent and worse, in practice, even infinite (basic electrostatics).

对于Bulk或Cluster结构，带电体系的计算是比较有意义的，此时相关的调试是必要的。
【参考】Specific charge state calculations make sense only in 3D systems and for cluster calculations.

优化的过程就是在约束条件下求解方程，你的解是否正确，取决于约束条件的合理与否和方程的完备与否。