posic/thesis/vasp_patch.tex

   1 \chapter{Modifications to the VASP code}
   2 \label{app:patch_vasp}
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   4 \section{Description}
   5 In the \textsc{vasp} code, the {\em selective dynamics} mode provides a feature to allow or constrain the change of each of the three coordinates for every single atom.
   6 By this, however, applied constraints are restricted to the chosen basis.
   7 For the investigation of migration pathways utilizing the constrained relaxation technique as detailed in section~\ref{section:basics:migration}, the required constraint not necessarily corresponds to one of the coordinate axes as defined by the basis, which, in turn, is determined to enable a construction within the supercell approach.
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   9 Thus, the functionality of the {\em selective dynamics} mode had to be extended by modifications in the particle position evaluation routine of \textsc{vasp}.
  10 These modifications allow for a rotation of all atom coordinates individually before respective constraints are applied and a following, final inverse transformation.
  11 In that way, constraints for every single atom can be applied independently of the chosen basis.
  12 A patch against version 4.6 of the \textsc{vasp} code containing these modifications is available for download\footnote{http://www.physik.uni-augsburg.de/\~{}zirkelfr/download/posic/sd\_rot\_all-atoms.patch}.
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  14 \section{Mode of operation}
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  16 The extended capabilities can only be used within the {\em selective dynamics} mode.
  17 It is enabled by adding the word {\em transformed} in front of the {\em selective dynamics} switch.
  18 This feature only works in {\em direct} mode.
  19 Two values of angles need to be added after the extra flags of each atom.
  20 The first angle corresponds to the rotation of the basis about the $z$-axis.
  21 The second angle determines the rotation about the transformed $x$-axis, $x'$.
  22 All values have to be supplied in degrees.
  23 The entire information is given in the POSCAR file as can be seen in the example displayed in Fig.~\ref{fig:vasp_input}.
  24 \begin{figure}[t]
  25 \begin{Verbatim}[frame=single]
  26 cubic diamond
  27  5.429
  28  1.00000 0.00000 0.00000
  29  0.00000 1.00000 0.00000
  30  0.00000 0.00000 1.00000
  31  8
  32 transformed selective dynamics
  33 direct
  34  0.00000 0.00000 0.00000 T F T 45.0 30.0
  35  0.50000 0.50000 0.00000 T T T 0.0 0.0
  36  0.50000 0.00000 0.50000 T T T 0.0 0.0
  37  0.00000 0.50000 0.50000 T T T 0.0 0.0
  38  0.25000 0.25000 0.25000 T F T 135.0 -10.0
  39  0.75000 0.75000 0.25000 T T T 0.0 0.0
  40  0.75000 0.25000 0.75000 T T T 0.0 0.0
  41  0.25000 0.75000 0.75000 T T T 0.0 0.0
  42 \end{Verbatim}
  43 \caption{Example \textsc{vasp} input file utilizing the {\em transformed selective dynamics} mode of operation.}
  44 \label{fig:vasp_input}
  45 \end{figure}
  46 In case of the first atom, the basis is transformed by a rotation of $45^{\circ}$ and $30^{\circ}$ about the $z$ and $x'$ axis.
  47 The basis of the fifth atom is likewise rotated by $135^{\circ}$ and $-10^{\circ}$ respectively.
  48 Relaxation of both atoms is only allowed within the plane perpendicular to the $y''$-axis.
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