介紹在DS-PAW中如何使用現(xiàn)代極化理論進行鐵電計算

第一性原理平面波密度泛函計算軟件DS-PAW是Device Studio平臺下的一款使用C++開發(fā)的國產(chǎn)第一性原理密度泛函計算軟件，使用平面波作為基函數(shù)組，其贗勢是使用投影綴加平面波方法構(gòu)造的。

DS-PAW能夠應(yīng)用于不同場景，例如金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、表面、磁性、非磁性和鋰電等；能夠精確預(yù)測材料的電子分布；能夠進行原子幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化；能夠廣泛的應(yīng)用于材料科學(xué)領(lǐng)域。????? ???

本期將給大家介紹ferri鐵電計算的內(nèi)容。

2.20.ferri鐵電計算

本節(jié)將以HfO?為例，介紹在DS-PAW中如何使用現(xiàn)代極化理論進行鐵電計算，分析HfO?的鐵電極化。

2.20.1.HfO?鐵電計算輸入文件

輸入文件包含參數(shù)文件polarization.in和結(jié)構(gòu)文件structure.as，polarization.in如下：

polarization.in輸入?yún)?shù)介紹：

該計算是在自洽計算的基礎(chǔ)上進行鐵電計算，除自洽計算的基本參數(shù)，新增參數(shù)為下：

io.polarization: 在自洽計算中打開控制鐵電計算的開關(guān)，即可快速實現(xiàn)鐵電計算；

structure.as文件參考如下：

2.20.2.run程序運行

準(zhǔn)備好輸入文件之后，將polarization.in和structure.as文件上傳到服務(wù)器上運行，按照結(jié)構(gòu)弛豫中介紹的方法執(zhí)行DS-PAW polarization.in。

2.20.3.analysis計算結(jié)果分析

根據(jù)上述的輸入文件，計算完成之后將會得到DS-PAW.log、polarization.json和polarization.txt這3個文件。

polarization.json：鐵電極化計算完成之后的json數(shù)據(jù)文件，電子、離子貢獻(xiàn)的極化部分及總的極化量子數(shù)存儲在該文件中，具體文件解析見輸出文件格式說明部分；

polarization.txt: 鐵電極化計算完成之后的txt文本文件，該文件寫入極化數(shù)據(jù)，與polarization.json文件數(shù)據(jù)一致，便于用戶快速獲取信息。

從polarization.txt文件可得HfO?的鐵電極化數(shù)據(jù)如下所示：

通過極化量子的周期性換算，可得y方向上HfO?的極化數(shù)為51.672 μC/cm^2，與文獻(xiàn)報道結(jié)果[2]53 μC/cm^2一致。

審核編輯：劉清