GaN rf1 calculation issue

Phonons, DFPT, electron-phonon, electric-field response, mechanical response…

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roginovicci
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GaN rf1 calculation issue

Post by roginovicci » Mon Apr 11, 2011 9:16 pm

I have two questions I can't understand. Hope some one could clean it up to me.
I have an input file to calculate phonon frequencies at Gamma as follows:

Code: Select all

  ndtset  2 jdtset 1 2                                                                                      
#Ground state calculation                                                                                   
  kptopt1   1  # Automatic generation of k points, taking                                                   
              # into account the symmetry                                                                   
  tolvrs1   1.5d-24       # SCF stopping criterion 6.5                                                     
  iscf1   7             # Self-consistent calculation, using algorithm 5                                   
                                                                                                           
#Response-function calculation, with q=0                                                                   
  rfphon2   1            # Will consider phonon-type perturbation                                           
  rfatpol2   1 4          # All the atoms will be displaced                                                 
  rfdir2   1 1 1        # Along all reduced coordinate axis                                                 
  nqpt2   1            # One wavevector is to be considered                                                 
  qpt2   0 0 0        # This wavevector is q=0 (Gamma)                                                     
  kptopt2   2            # Automatic generation of k points, taking                                         
                        # into account the time-reversal symmetry only                                     
  tolvrs2   1.0d-22       # SCF stopping criterion 4.0                                                     
  iscf2   7            # Self-consistent calculation, using algorithm 5                                     
  getwfk2   1            # Read the ground-state wavefunctions                                             

   acell 6.0445443963E+00  6.0445443963E+00  9.8221745078E+00                                               
   angdeg 90.000  90.000 120.000                                                                           
   spgroup 186                                                                                             
                                                                                                           
# Definition of the atom                                                                                   
   ntypat 2                 # Two types of atoms                                                           
   znucl 31 7               # Ga and N atomic numbers of the                                               
   natom 4                  # There are four atoms in a cell                                               
   typat 1 1 2 2            # Type 1 is Ga, type 2 is N                                                     
   xred                     # Fractional coordinates                                                       
      1/3  2/3  0.00                                                                                       
      2/3  1/3  0.50                                                                                       
      1/3  2/3  3.7747675599E-01                                                                           
      2/3  1/3  8.7747675599E-01                                                                           
                                                                                                           
                                                                                                           
#Gives the number of band, explicitely (do not take the default)                                           
nband  8
                                                                                                           
## Definition of XC functional and planewave basis set                                                     
   ixc       11              # Teter XC functional                                                         
   ecut      30              # Kinetic energy cut-off (in Ha)                                               
   ecutsm    0.5                                                                                           
   dilatmx   1.05
   ngkpt     5 5 4                                                                                         
   nshiftk   1                                                                                             
   shiftk    0.0 0.0 0.5                                                                                   
#Definition of the SCF procedure                                                                           
   nstep 700               # Maximal number of SCF cycles                                                   
   diemac 10.0
  ntime 100                                                                                                 
  tolmxf 1.0d-9



The first issue worried me is the warning in output file. Below is part of output file with warning hdr_check: WARNING -
-P-0000 input nkpt= 50 not equal disk file nkpt= 10

Code: Select all

-P-0000 ================================================================================                    
-P-0000                                                                                                     
-P-0000           - hdr_check: checking restart file header for consistency -                               
-P-0000                                                                                                     
-P-0000                                                                                                     
-P-0000         current calculation                         restart file                                   
-P-0000         -------------------                         ------------                                   
-P-0000                                                                                                     
-P-0000   calculation expects a wf_planewave    |  input file contains a wf_planewave                       
-P-0000 . ABINIT  code version 6.4.2            |  ABINIT  code version 6.4.2                               
-P-0000 . date 20110409 bantot  400 natom    4  |  date 20110409 bantot   80 natom    4                     
-P-0000   nkpt  50 nsym 12 ngfft  32,  32,  54  |  nkpt  10 nsym 12 ngfft  32,  32,  54                     
-P-0000   ntypat  2 ecut_eff  33.0750000        |  ntypat  2 ecut_eff  33.0750000                           
-P-0000   usepaw  0                             |  usepaw  0                                               
-P-0000   usewvl  0                             |  usewvl  0                                               
-P-0000   rprimd:                               |  rprimd:                                                 
-P-0000      6.0445444   0.0000000   0.0000000  |     6.0445444   0.0000000   0.0000000                     
-P-0000     -3.0222722   5.2347290   0.0000000  |    -3.0222722   5.2347290   0.0000000                     
-P-0000      0.0000000   0.0000000   9.8221745  |     0.0000000   0.0000000   9.8221745                     
-P-0000                                                                                                     
-P-0000  hdr_check: WARNING -                                                                               
-P-0000   input nkpt=      50 not equal disk file nkpt=      10 

If i set up k-point grid with ngkpt 5 5 4; nshiftk 1; shiftk 0.0 0.0 0.5 there is nkpt=10. But left column says there 50! Why? And why bantot = 400? Please could some one clear it to me, many thanx in any advance!

The second issue is acoustic modes. Namely frequencies in Gamma point as a result of calculations. The abinit code gives the following frequencies:

Code: Select all

Phonon frequencies in cm-1    :                                                                            
- -1.827276E+01  2.430194E+01  2.430194E+01  1.409284E+02  1.409284E+02

-18cm-1, whatta? It is definitely wrong frequencies. Why it's so high and even negative? Am I lost something? Thank you for reading.

Boris
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Re: GaN rf1 calculation issue

Post by Boris » Mon Apr 11, 2011 9:32 pm

Hi

It is normal that you don't have the same number of kpoints in the ground state and in the DFPT calculation. In the ground state calculation, you have kptopt=1 whereas in the DFPT calculation, kptopt=2. If you want to remove this warning, just put kptopt1=2 and it will be ok. But it's just a warning, so you can leave it be. And since you have 5 times more kpoints in the DFPT calculation, bandtot=400 (5*80).

As for the negative phonon frequency, it can stem from the fact that the pseudopotentials that you are using break the acoustic sum rule. To check this, use anaddb (as explained in the tutorial) in order to force the acoustic sum rule. Your phonon frequencies should then be all positive.

Boris
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roginovicci
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Re: GaN rf1 calculation issue

Post by roginovicci » Mon Apr 11, 2011 10:17 pm

Thank you for the reply, Boris!
I didn't said that but using anaddb gives right (zero) frequencies of acoustic modes in center, but it also changes a bit (actually not that much but some times up to 20%) optical frequencies. Should I use anaddb data for publications or the ones from the output file?

Boris
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Re: GaN rf1 calculation issue

Post by Boris » Tue Apr 12, 2011 12:00 am

Anaddb is supposed to give you the best results. Plus, it is consistent that the three acoustic modes are zero at the gamma point. This is always the case, except when the acoustic sum rule is broken.

So I would trust anaddb.

Boris
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roginovicci
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Re: GaN rf1 calculation issue

Post by roginovicci » Tue Apr 12, 2011 8:12 am

Thank you once more! You saved my life ;)

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