自旋轨道耦合计算过程探索

自旋轨道耦合计算过程探索经验总结对于Bi2Se3家族材料，QL内是强的共价结合作用，QL之间是范德瓦尔斯作用力。所以，在优化结构的时候，需要考虑范德瓦尔斯相互作用。VASP手册上一共有5种计算范德瓦尔斯相互作用的方法，如下：Correlationfunctionals：LUSEVDW=.TRUE.thePBEcorrelationcorrectionAGGAC=0.0000Exchange交换functionalsvdW-DFvdW-DF2方法一方法二方法三方法四方法五revPBEoptPBEoptB88optB86brPW86GGA=RELUSE_VDW=.TRUE.AGGAC=0.0000GGA=ORLUSE_VDW=.TRUE.AGGAC=0.0000GGA=BOPARAM1=0.1833333333PARAM2=0.2202100000LUSE_VDW=.TRUE.AGGAC=0.0000GGA=MKPARAM1=0.1234PARAM2=1.0000LUSE_VDW=.TRUE.AGGAC=0.0000GGA=MLZab_vdW=-1.8867LUSE_VDW=.TRUE.AGGAC=0.0000一般，对于一种没有算过的新材料，可以尝试以上五种方法，哪一种最合理就用哪个。Bi2Se3家族材料，经测试最合适的是optPBE-vdW方法。3）测试发现，对于1QL和块体，范德瓦尔斯作用的影响不是很影响；对于多个QL厚度的薄膜，QL之间范德瓦尔斯作用的影响比较明显。4）文献上，很多人直接不优化结构，用实验上的参数，这样算，得到的结果也比较合理。5）算soc加入LSORBIT=.TRUE.和LORBMOM=.TRUE.，比LSORBIT=.TRUE.和GGA_COMPAT=.FALSE.得到的结果更合理。薄膜优化的时候，可以用ISIF=2。7）计算静态的时候输出CHARG，能带的时候ISTART可以等于0，ICHARG等于11。薄膜的结构需要中心对称，切得时候需要注意。计算vdW，需要vasp5.2.12以上的版本，并且将vdw_kernel.bindat文件放到计算的文件夹中。vdW相互作用对结构的影响比较大，对后面的静态计算和能带计算电子态的影响比较小。取合适的K点，可以得到较为合理的结构，对后面电子态的计算影响也不是很大。2.结构优化赝势：PAW_GGA_PBEEcut=340eVKpoints=10×10×10ISMER取-5，计算能带时，取0，对应SIGMA=0.05在MS中可以在build-Symmetry-中把Bi2Se3rhombohedralrepresentation（菱形表示）和hexagonalrepresentation（六角表示）相互转换图中黑色t1、t2、t3基矢围成菱形原胞，用于计算块体，红色方框包含一个五元层计算能带的布里渊区高对称点：块体:文献中倒空间高对称点坐标Г(000)-Z(πππ)-F(ππ0)-Г(000)-L(π00)，根据正空间和倒空间坐标的转换关系，得到正空间中高对称点的坐标：Г(000)-Z(0.50.50.5)-F(0.50.50)-Г(000)-L(00-0.5)KPOINTS20Line-modeRec0.00.00.0!Г0.50.50.5!Z0.50.50.5!Z0.50.50.0!F0.50.50.0!F0.00.00.0!Г0.00.00.0!Г0.00.0-0.5!L[通过比较结构，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较靠谱]Sb2Te3Bi2Te3Bi2Se3晶格参数六角a(Å)4.2504.3834.138六角c(Å)30.3530.48728.64菱形T(Å)10.4110.4739.841原子位置μ(2Bi)0.4000.4000.399v(2Se2)0.2110.2120.2060(Se1)000块体soc的计算文献能带结构图：块体（Bi2Se3-VASP-GGA-PAW-PBE）我们的结果（未考虑vdW+静态和能带都加soc计算结果与文献基本符合）：薄膜的计算薄膜：Kpoints=10×10×1计算能带的K点和石墨烯（六角晶胞的）的K点一样:KPOINTS20Lone-modeRec0.666666670.333333330.0!K0.00.00.0!Г0.00.00.0!Г0.50.00.0!M考虑薄膜的对称性由MS六角结构，沿（001）方向切割，可以得到两种以Se原子作为表面原子的薄膜，如下图，分别为1QL和3QL的两种切法，右图比左图对称性要更好一些，这一区别在计算过程中会导致巨大的区别，我们通过比较，发现，只有右图的结果，才可以得到合理的结果，尤其是在多个QL的情况。用左边结构得到的结果（Bi2Se3）：用左边结构得到的结果（Bi2Te3）：用右边结构得到的结果（Bi2Se3）：1QL—根据块体的数据得到薄膜，分以下两种情况计算：不优化结构，scf不加soc，bands加soc用块体的参数，加vdW优化结构，scf不加soc，bands加soc1QL—在静态中也加入soc不优化结构，scf和bands加入LORBMOM=.TRUE.，LSORBIT=.TRUE.不优化结构，scf和bands加入LORBMOM=.TRUE.，GGA_COMPAT=.FALSE.优化结构，scf和bands加入LORBMOM=.TRUE.，LSORBIT=.TRUE.优化结构，scf和bands加入LORBMOM=.TRUE.，GGA_COMPAT=.FALSE.文献结果：上图是没有进行离子弛豫的1QL~6QL的Bi2Se3薄膜能带结构上图采用optPBE-vdW泛函进行离子弛豫1QL~6QL的Bi2Se3薄膜能带结构上图是实验观测的1QL~6QL（12356）的Bi2Se3薄膜能带结构.5.调试过程错误总结错误1：VERYBADNEWS!Internal

errorinsubroutine

IBZKPT:

Reciprocal

latticeandk-latticebelongtodifferentclassoflattices.Oftenresultsarestilluseful...

48Internal内部

subroutine子程序

Reciprocal倒数的非常严重的错误！子程序IBZKPT中内部错误：倒格子和k点网格属于不同类型的格子。通常结果还是有用的。解决方案：根据所用集群，修改INCAR中NPAR。将NPAR=4变成NPAR=1，已解决！

错误2：internalERRORRSPHER:runningoutofbuffer

0

013

1

0nonlr.F:OutofbufferRSPHER解决方案：根据CPU的数量，修改INCAR中NPAR，将NPAR=1修改成4（或者2），问题得以解决。

错误3：WARNING:Sub-Space-MatrixisnothermitianinDAV

4

-4.681828688433112E-002Sub-Space-Matrix

子空间矩阵、亚空间矩阵

Hermitian厄米共轭警告：戴维森方法（DAV）中的子空间矩阵不是厄米共轭的。解决方案：只需调整

AMIX,BMIX的值，把他们设置小一些。一般采用其默认值，除非在电子迭代难以收敛的情况，才手动设置AMIX和BMIX等参数值。经对Mixing方法的调试，通过将默认AMIX=0.4，修改成AMIX=0.2（或0.3），问题得以解决。Mixing方法：IMIX=typeofmixing混合、混频，

AMIX=linearmixingparameter，

AMIN=minimalmixingparameter,BMIX=cutoffwavevectorforKerkermixingscheme,

AMIX_MAG=linearmixingparameterformagnetization,BMIX_MAG=cutoffwavevectorforKerkermixingschemeformag,WC=weightfactorforeachstepinBroydenmixingscheme,INIMIX=typeofinitialforeachstepinBroydenmixingscheme,

MIXPRE=typeofpreconditioninginBroydenmixingscheme,MAXMIX=maximumnumberstepsstoredinBroydenmixer.错误4：WARNING:Sub-Space-MatrixisnothermitianinDAV

1

-7.626640664998020E-003解决方案：在INCAR中加上IALG=Fast

已解决！（1QL、2QL已解决，3QL以上未解决）IALG=Fast

(两种方法混用)IALGO=38

IALG=Normal

电子优化采用blockedDavidson方法IALGO=48

IALG=Very_Fast

电子优化采用RMM-DIIS算法

错误5：ADVICETOTHISUSERRUNNING'VASP/VAMP'

(HEARYOURMASTER'SVOICE...):Youhavea(moreorless)'smallsupercell'andforsmallercellsitisrecommendedtousethereciprocal-spaceprojectionscheme!Therealspaceoptimizationisnotefficientforsmallcellsanditisalsolessaccurate...ThereforesetLREAL=.FALSE.intheINCARfile解决方案：对于较小的晶胞（原子数小于20），设置LREAL=.FALSE.，计算结果比较精确。而对于较大的晶胞，设置LREAL=Auto，这样计算速度比较快。对于1QL2QL3QL原子数分别为5、10、15，LREAL=.False.对于4QL5QL6QL原子数分别为20、25、30，LREAL=Auto

错误6：自旋轨道耦合计算时，静态和能带计算中出现的错误：ERROR:noncollinearcalculationsrequirethatVASPiscompiledwithouttheflag-DNGXhalfand-DNGZhalf错误：非线性计算需要编译过的VASP，VASP中不包含-DNGXhalf

和-DNGZhalf解决方案：重新编译VASP。don'tforgetthatyoumayhavetore-compilevaspwithoutanyoftheprecompiler(CPP)flagsset:-DNGXhalf,-DNGZhalf,-DwNGXhalf,-DwNGZhalf,asnecessaryfornon-collinearrunsingeneralfornon-collinearmagnetism不要忘记如果你用的vasp不包含任何预编译程序命令

-DNGXhalf,-DNGZhalf,-DwNGXhalf,-DwNGZhalf

，你必须重新编译vasp只有编译过，因为这些参数通常对于非线性磁性计算是必要的.

错误7:

SB-3QL计算总是出现这个错误

VERYBADNEWS!internalerrorinsubroutineSGRCON:Foundsomenon-integerelementinrotationmatrix

3

解决办法：首先检查POSCAR是否有问题。MS重新获取POSCAR，参与计算，已解决。

错误8:

WARNING:randomwavefunctionsbutnodelayformixing,defaultforNELMDL

建议解决办法：一般不是很影响，可以继续算。

可以设置NELMDL=-5或者其它的数,是前5步保持电荷密度不变,只弛豫波函数。

错误9:

计算结构得到一个空的，然后算静态也没有数据，能带也没有数据，但都算完了。

输出文件中提示：

mpirunhasexitedduetoprocessrank21withPID8455onnodenode14exitingimproperly.Therearetworeasonsthiscouldoccur:1.thisprocessdidnotcall"init"beforeexiting,butothersinthejobdid.Thiscancauseajobtohangindefinitelywhileitwaitsforallprocessestocall"init".Byrule,ifoneprocesscalls"init",thenALLprocessesmustcall"init"priortotermination.2.thisprocesscalled"init",butexitedwithoutcalling"finalize".Byrule,allprocessesthatcall"init"MUSTcall"finalize"priortoexitingoritwillbeconsideredan"abnormaltermination"Thismayhavecausedotherprocessesintheapplicationtobeterminatedbysignalssentbympirun(asreportedhere).

解决方案：这是VASP版本的问题，考虑vdW作用，有的版本的vasp算不了，一般5.2.12以上的版本可以，换一个版本就可以计算。

错误10：计算总是卡住，输出的log文件中只有前面的描述，没有后面的数据，比如：

runningon

32totalcores[2021-05-1918:42:45]distrk:

eachk-pointon

32cores,

1groups[2021-05-1918:42:45]distr:

onebandon

8cores,

4groups[2021-05-1918:42:45]usingfromnow:INCAR[2021-05-1918:42:45]vasp.5.3.318Dez12(buildMay19202115:36:57)complex[2021-05-1918:42:45]

[2021-05-1918:42:45]POSCARfoundtypeinformationonPOSCAR

SeBi[2021-05-1918:42:45]POSCARfound:

2typesand

15ions[2021-05-1918:42:45]LDApart:xc-tableforPadeappr.ofPerdew[2021-05-1918:42:45]WARNING:stressandforcesarenotcorrect[2021-05-1918:42:46]POSCAR,INCARandKPOINTSok,startingsetup[2021-05-1918:42:46]FFT:planning...[2021-05-1918:42:47]WAVECARnotread[2021-05-1918:42:48]charge-densityreadfromfile:Bi2Se3scf[2021-05-1918:42:49]magnetizationdensityofoverlappingatomscalculated

解决方案：这种情况一般是由于计算量过大，算不动导致的，通过减少精度，就可以解决。比如，减少K点数量（主要的影响因素）。

错误11：VERYBADNEWS!internalerrorinsubroutineSGRCON:

Foundsomenon-integerelementinrotationmatrix

2

解决问题：一般是结构的问题。重新得到POSCAR，可以解决。

咖啡店创业计划书第一部分：背景在中国，人们越来越爱喝咖啡。随之而来的咖啡文化充满生活的每个时刻。无论在家里、还是在办公室或各种社交场合，人们都在品着咖啡。咖啡逐渐与时尚、现代生活联系在一齐。遍布各地的咖啡屋成为人们交谈、听音乐、休息的好地方，咖啡丰富着我们的生活，也缩短了你我之间的距离，咖啡逐渐发展为一种文化。随着咖啡这一有着悠久历史饮品的广为人知，咖啡正在被越来越多的中国人所理解。第二部分：项目介绍第三部分：创业优势目前大学校园的这片市场还是空白，竞争压力小。而且前期投资也不是很高，此刻国家鼓励大学生毕业后自主创业，有一系列的优惠政策以及贷款支持。再者大学生往往对未来充满期望，他们有着年轻的血液、蓬勃的朝气，以及初生牛犊不怕虎的精神，而这些都是一个创业者就应具备的素质。大学生在学校里学到了很多理论性的东西，有着较高层次的技术优势，现代大学生有创新精神，有对传统观念和传统行业挑战的信心和欲望，而这种创新精神也往往造就了大学生创业的动力源泉，成为成功创业的精神基础。大学生创业的最大好处在于能提高自己的潜力、增长经验，以及学以致用;最大的诱人之处是透过成功创业，能够实现自己的理想，证明自己的价值。第四部分：预算1、咖啡店店面费用咖啡店店面是租赁建筑物。与建筑物业主经过协商，以合同形式达成房屋租赁协议。协议资料包括房屋地址、面积、结构、使用年限、租赁费用、支付费用方法等。租赁的优点是投资少、回收期限短。预算10-15平米店面，启动费用大约在9-12万元。2、装修设计费用咖啡店的满座率、桌面的周转率以及气候、节日等因素对收益影响较大。咖啡馆的消费却相对较高，主要针对的也是学生人群，咖啡店布局、格调及采用何种材料和咖啡店效果图、平面图、施工图的设计费用，大约6000元左右3、装修、装饰费用具体费用包括以下几种。(1)外墙装饰费用。包括招牌、墙面、装饰费用。(2)店内装修费用。包括天花板、油漆、装饰费用，木工、等费用。(3)其他装修材料的费用。玻璃、地板、灯具、人工费用也应计算在内。整体预算按标准装修费用为360元/平米，装修费用共360*15=5400元。4、设备设施购买费用具体设备主要有以下种类。(1)沙发、桌、椅、货架。共计2250元(2)音响系统。共计450(3)吧台所用的烹饪设备、储存设备、洗涤设备、加工保温设备。共计600(4)产品制造使用所需的吧台、咖啡杯、冲茶器、各种小碟等。共计300净水机，采用美的品牌，这种净水器每一天能生产12l纯净水，每一天销售咖啡及其他饮料100至200杯，价格大约在人民币1200元上下。咖啡机，咖啡机选取的是电控半自动咖啡机，咖啡机的报价此刻就应在人民币350元左右，加上另外的附件也不会超过1200元。磨豆机，价格在330―480元之间。冰砂机，价格大约是400元一台，有点要说明的是，最好是买两台，不然夏天也许会不够用。制冰机，从制冰量上来说，一般是要留有富余。款制冰机每一天的制冰量是12kg。价格稍高550元，质量较好，所以能够用很多年，这么算来也是比较合算的。5、首次备货费用包括购买常用物品及低值易耗品，吧台用各种咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的费用。大约1000元6、开业费用开业费用主要包括以下几种。(1)营业执照办理费、登记费、保险费;预计3000元(2)营销广告费用;预计450元7、周转金开业初期，咖啡店要准备必须量的流动资金，主要用于咖啡店开业初期的正常运营。预计2000元共计： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：发展计划1、营业额计划那里的营业额是指咖啡店日常营业收入的多少。在拟定营业额目标时，必须要依据目前市场的状况，再思考到咖啡店的经营方向以及当前的物价情形，予以综合衡量。按照目前流动人口以及人们对咖啡的喜好预计每一天的营业额为400-800，根据淡旺季的不同可能上下浮动2、采购计划依据拟订的商品计划，实际展开采购作业时，为使采购资金得到有效运用以及商品构成达成平衡，务必针对设定的商品资料排定采购计划。透过营业额计划、商品计划与采购计划的确立，我们不难了解，一家咖啡店为了营业目标的达成，同时有效地完成商品构成与灵活地运用采购资金，各项基本的计划是不可或缺的。当一家咖啡店设定了营业计划、商品计划及采购计划之后，即可依照设定的采购金额进行商品的采购。经过进货手续检验、标价之后，即可写在菜单上。之后务必思考的事情，就是如何有效地将这些商品销售出去。3、人员计划为了到达设定的经营目标，经营者务必对人员的任用与工作的分派有一个明确的计划。有效利用人力资源，开展人员培训，都是我们务必思考的。4、经费计划经营经费的分派是管理的重点工作。通常能够将咖啡店经营经费分为人事类费用(薪资、伙食费、奖金等)、设备类费用(修缮费、折旧、租金等)、维持类费用(水电费、消耗品费、事务费、杂费等)和营业类费用(广告宣传费、包装费、营业税等)。还能够依其性质划分成固定费用与变动费用。我们要针对过去的实际业绩设定可能增加的经费幅度。5、财务计划财务计划中的损益计划最能反映全店的经营成果。咖啡店经营者在营运资金的收支上要进行控制，以便做到经营资金合理的调派与运用。总之，以上所列的六项基本计划(营业额、商品采购、销售促进、人员、经费、财务)是咖啡店管理不可或缺的。当然，有一些咖啡店为求管理上更深入，也能够配合工作实际需要制订一些其他辅助性计划。第六部分：市场分析2019-2021年中国咖啡市场经历了高速增长的阶段，在此期间咖啡市场总体销售的复合增长率到达了17%;高速增长的市场为咖啡生产企业带给了广阔的市场空间，国外咖啡生产企业如雀巢、卡夫、ucc等企业纷纷加大了在中国的投资力度，为争取未来中国咖啡市场的领先地位打下了良