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VASP 中 ΔSCF 方法用于激发态缺陷计算:技巧与陷阱

材料科学 2025-05-09 v1

摘要

约束占据数(constrained occupations)的 ΔSCF 方法已广泛用于研究缺陷的激发态和光学性质。近期研究表明,将 ΔSCF 与混合泛函结合可在预测缺陷性质方面获得良好准确性。维也纳Ab initio计算软件包(VASP)是基于平面波方法的最常用量子力学软件之一。尽管 ΔSCF 方法在 VASP 中用于缺陷研究的应用日益增长,但仍缺乏详细的步骤指南,使其成为一项非平凡的任务。应用混合泛函进行 ΔSCF 计算可能面临收敛挑战;更糟糕的是,它有时会收敛到错误的激发态,而这往往难以察觉。本文旨在作为简明指南,阐述我们认为在 VASP 中进行 ΔSCF 计算的恰当方法。我们通过对二氧化硅空位(SiV0^0)缺陷(位于金刚石中)的激发态进行仿真来对该方法进行基准测试。我们希望通过指出现有潜在陷阱,鼓励社区进一步讨论,并帮助那些在使用此技术时遇到困难的研究者。本文的指导方针主要基于与 Linköping 大学的 Oscar Bulancea Lindvall 以及斯坦福大学的 Chris Ciccarino 的私人讨论。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.04748,
  title  = {$\Delta$SCF in \texttt{VASP} for excited-state defect computations: tips and pitfalls},
  author = {Yihuang Xiong and Geoffroy Hautier},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04748},
  year   = {2025}
}