]> hackdaworld.org Git - lectures/latex.git/commitdiff
new params
authorhackbard <hackbard@sage.physik.uni-augsburg.de>
Wed, 22 Jul 2009 15:40:43 +0000 (17:40 +0200)
committerhackbard <hackbard@sage.physik.uni-augsburg.de>
Wed, 22 Jul 2009 15:40:43 +0000 (17:40 +0200)
posic/talks/upb-ua-xc.tex

index 4197c0ab1ecbc77e0621617e5486c72275814a7e..04192521224a543fbf628c5741fdbf4d2ac86d69 100644 (file)
@@ -392,6 +392,49 @@ POTIM = 0.1
 
 \end{slide}
 
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Calculation of the defect formation energy\\
+ }
+
+ \small
+ {\color{blue}Method 1} (single species)
+ \begin{itemize}
+  \item $E_{\textrm{coh}}^{\textrm{initial conf}}$:
+        cohesive energy per atom of the initial system
+  \item $E_{\textrm{coh}}^{\textrm{interstitial conf}}$:
+        cohesive energy per atom of the interstitial system
+  \item N: amount of atoms in the interstitial system
+ \end{itemize}
+ \vspace*{0.2cm}
+ {\color{blue}
+ \[
+ \Rightarrow
+ E_{\textrm{f}}=\Big(E_{\textrm{coh}}^{\textrm{interstitial conf}}
+               -E_{\textrm{coh}}^{\textrm{initial conf}}\Big) N
+ \]
+ }\\[0.4cm]
+ {\color{magenta}Method 2} (two and more species)
+ \begin{itemize}
+  \item $E$: energy of the interstitial system
+        (with respect to the ground state of the free atoms!)
+  \item $N_{\text{Si}}$, $N_{\text{C}}$:
+        amount of Si and C atoms
+  \item $\mu_{\text{Si}}$, $\mu_{\text{C}}$:
+        chemical potential (cohesive energy) of Si and C
+ \end{itemize}
+ \vspace*{0.2cm}
+ {\color{magenta}
+ \[
+ \Rightarrow
+ E_{\textrm{f}}=E-N_{\text{Si}}\mu_{\text{Si}}-N_{\text{C}}\mu_{\text{C}}
+ \]
+ }
+
+\end{slide}
+
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
@@ -443,33 +486,37 @@ POTIM = 0.1
 
  \small
 
- Calculation of formation energy $E_{\textrm{f}}$
- \begin{itemize}
-  \item $E_{\textrm{coh}}^{\textrm{initial conf}}$:
-        cohesive energy per atom of the initial system
-  \item $E_{\textrm{coh}}^{\textrm{interstitial conf}}$:
-        cohesive energy per atom of the interstitial system
-  \item N: amount of atoms in the interstitial system
- \end{itemize}
- \vspace*{0.2cm}
- {\color{blue}
- \[
- \Rightarrow
- E_{\textrm{f}}=\Big(E_{\textrm{coh}}^{\textrm{interstitial conf}}
-               -E_{\textrm{coh}}^{\textrm{initial conf}}\Big) N
- \]
- }
  Influence of supercell size\\
  \begin{minipage}{8cm}
  \includegraphics[width=7.0cm]{si_self_int.ps}
  \end{minipage}
  \begin{minipage}{5cm}
- $E_{\textrm{f}}^{\textrm{110},\,{\color{red}32}\textrm{pc}}=3.38\textrm{ eV}$\\
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{110},\,32\textrm{pc}}=3.38\textrm{ eV}$\\
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{tet},\,32\textrm{pc}}=3.41\textrm{ eV}$\\
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{hex},\,32\textrm{pc}}=3.42\textrm{ eV}$\\
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{vac},\,32\textrm{pc}}=3.51\textrm{ eV}$\\\\
  $E_{\textrm{f}}^{\textrm{hex},\,54\textrm{pc}}=3.42\textrm{ eV}$\\
  $E_{\textrm{f}}^{\textrm{tet},\,54\textrm{pc}}=3.45\textrm{ eV}$\\
- $E_{\textrm{f}}^{\textrm{vac},\,54\textrm{pc}}=3.47\textrm{ eV}$
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{vac},\,54\textrm{pc}}=3.47\textrm{ eV}$\\
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{110},\,54\textrm{pc}}=3.48\textrm{ eV}$
  \end{minipage}
 
+ Comparison with literature (PRL 88 235501 (2002)):\\[0.2cm]
+ \begin{minipage}{8cm}
+ \begin{itemize}
+  \item GGA and LDA
+  \item $E_{\text{cut-off}}=35 / 25\text{ Ry}=476 / 340\text{ eV}$
+  \item 216 atom supercell
+  \item Gamma point only calculations
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{5cm}
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{110}}=3.31 / 2.88\textrm{ eV}$\\
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{hex}}=3.31 / 2.87\textrm{ eV}$\\
+ $E_{\textrm{f}}^{\textrm{vac}}=3.17 / 3.56\textrm{ eV}$
+ \end{minipage}
+
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
@@ -507,22 +554,27 @@ POTIM = 0.1
  Smearing method for the partial occupancies $f(\{\epsilon_{n{\bf k}}\})$
  and $k$-point mesh
 
+ \begin{minipage}{4.4cm}
+  \includegraphics[width=4.4cm]{sic_smear_k.ps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{4.4cm}
+  \includegraphics[width=4.4cm]{c_smear_k.ps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{4.3cm}
+  \includegraphics[width=4.4cm]{si_smear_k.ps}
+ \end{minipage}\\[0.3cm]
  \begin{itemize}
-  \item $1\times 1\times 1$ Type 0 simulations
-        \begin{itemize}
-         \item No difference in tetrahedron method and Gauss smearing
-         \item ...
-        \end{itemize}
-  \item $1\times 1\times 1$ Type 2 simulations
-        \begin{itemize}
-         \item Again, no difference in tetrahedron method and Gauss smearing
-         \item ...
-        \end{itemize}
+  \item Convergence reached at $6\times 6\times 6$ k-point mesh
+  \item No difference between Gauss ($\sigma=0.05$)
+        and tetrahedron smearing method!
  \end{itemize}
-
- {\LARGE\bf\color{red}
- More simulations running ...
+ \begin{center}
+ $\Downarrow$\\
+ {\color{blue}\bf
+   Gauss ($\sigma=0.05$) smearing
+   and $6\times 6\times 6$ Monkhorst $k$-point mesh used
  }
+ \end{center}
 
 \end{slide}
 
@@ -532,41 +584,54 @@ POTIM = 0.1
   Review (so far) ...\\
  }
 
- Symmetry (in defect simulations)
-
- {\LARGE\bf\color{red}
- Simulations running ...
- }
-
-\end{slide}
+ \underline{Symmetry (in defect simulations)}
 
-\begin{slide}
+ \begin{center}
+ {\color{red}No}
+ difference in $1\times 1\times 1$ Type 2 defect calculations\\
+ $\Downarrow$\\
+ Symmetry precission (SYMPREC) small enough\\
+ $\Downarrow$\\
+ {\bf\color{blue}Symmetry switched on}\\
+ \end{center}
 
- {\large\bf
-  Review (so far) ...\\
- }
+ \underline{Real space projection}
 
- Real space projection
+ \begin{center}
+ Error in lattice constant of plain Si ($1\times 1\times 1$ Type 2):
+ $0.025\,\%$\\
+ Error in position of the 110 interstitital in Si ($1\times 1\times 1$ Type 2):
+ $0.026\,\%$\\
+ $\Downarrow$\\
+ {\bf\color{blue}
+  Real space projection used for 'large supercell' simulations}
+ \end{center}
 
 \end{slide}
 
 \begin{slide}
 
  {\large\bf
-  Review (so far) ...\\
+  Review (so far) ...
  }
 
- Energy cut-off
+ Energy cut-off\\
 
-\end{slide}
+ \begin{center}
 
-\begin{slide}
+ {\small
+ 3C-SiC equilibrium lattice constant and free energy\\ 
+ \includegraphics[width=7cm]{plain_sic_lc.ps}\\
+ $\rightarrow$ Convergence reached at 650 eV\\[0.2cm]
+ }
 
- {\large\bf
-  Review (so far) ...\\
+ $\Downarrow$\\
+
+ {\bf\color{blue}
+  650 eV used as energy cut-off
  }
 
- Size and type of supercell
+ \end{center}
 
 \end{slide}
 
@@ -590,6 +655,72 @@ POTIM = 0.1
 
 \vspace{1.5cm}
 
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Final parameter choice
+ }
+
+ \footnotesize
+
+ \underline{Param 1}\\
+ My first choice. Used for more accurate calculations.
+ \begin{itemize}
+  \item $6\times 6 \times 6$ Monkhorst k-point mesh
+  \item $E_{\text{cut-off}}=650\text{ eV}$
+  \item Gaussian smearing ($\sigma=0.05$)
+  \item Use symmetry
+ \end{itemize}
+ \vspace*{0.2cm}
+ \underline{Param 2}\\
+ After talking to the pros! Used for 'large' simulations.
+ \begin{itemize}
+  \item $\Gamma$-point only
+  \item $E_{\text{cut-off}}=xyz\text{ eV}$
+  \item Gaussian smearing ($\sigma=0.05$)
+  \item Use symmetry
+  \item Real space projection (Auto, Medium)
+ \end{itemize}
+ \vspace*{0.2cm}
+ {\color{blue}
+  In both parameter sets the ultra soft pseudo potential method
+  as well as the projector augmented wave method is used!
+ }
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  Properties of Si, C and SiC using the new parameters\\
+ }
+
+ $2\times 2\times 2$ Type 2 supercell, Param 1\\[0.2cm]
+ \begin{tabular}{|l|l|l|l|}
+ \hline
+  & c-Si & c-C (diamond) & 3C-SiC \\
+ \hline
+ Lattice constant [\AA] & 5.389 & 3.527 &  \\
+ Expt. [\AA] & 5.429 & 3.567 & \\
+ Error [\%] & {\color{green}0.7} & 1.1 & \\
+ \hline
+ Cohesive energy [eV] & -4.674 & -8.812 &  \\
+ Expt. [eV] & -4.63 & -7.374 & \\
+ Error [\%] & {\color{green}1.0} & {\color{red}19.5} &  \\
+ \hline
+ \end{tabular}\\
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+  C interstitial in c-Si
+ }
+
+
 \end{slide}
 
 \end{document}