VASP 自旋轨道耦合计算
VASP 自旋轨道耦合计算
VASP 自旋轨道耦合计算已有4532 次阅读2011-9-13 20:37|个人分类:VASP|系统分类:科研笔记将VASP 的makefile 文件中的 CPP 选项中的 -DNGXhalf, -DNGZhalf, -DwNGXhalf, -DwNGZhalf 这4个选项去掉重新编译VASP才能计算自旋轨道耦合效应。
以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。
非线性磁矩计算：1）计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件。
2）然后INCAR中加上ISPIN=2ICHARG=1 或 11 ！读取WAVECAR和CHGCAR文件LNONCOLLINEAR=.TRUE.MAGMOM=注意：①对于非线性磁矩计算，要在x, y 和 z方向分别加上磁矩，如MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 ！表示第一个原子在x方向，第二个原子的y方向有磁矩②在任何时候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（没有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1 或11（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的计算是非磁性的（ISPIN=1）。
磁各向异性能（自旋轨道耦合）计算：注意： LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项，且自旋轨道计算只适用于PAW赝势，不适于超软赝势。
自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖，即存在磁各向异性能（MAE），所以要定义初始磁矩的方向。
如下：LSORBIT = .TRUE.SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)默认值： SAXIS=(0+,0,1)，即x方向有正的无限小的磁矩，Z方向有磁矩。
要使初始的磁矩方向平行于选定方向，有以下两种方法：MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,zSAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to zorMAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每个原子分别指定）SAXIS = x y z !quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1两种方法原则上应该是等价的，但是实际上第二种方法更精确。
报错解决
设置：初始值收敛值结果AMIX =0.0100；BMIX =0.0001 AMIX = 0.01; BMIX = 0.00 计算无误AMIX = 0.1000；BMIX = 0.0010 AMIX = 0.10; BMIX = 0.00 计算无误AMIX =0.20; BMIX = 0.01 AMIX =0.20; BMIX = 0.01 计算无误AMIX=0.2、BMIX=0.001 AMIX=0.2、BMIX=0.001 计算无误AMIX=0.3、BMIX=0.1 AMIX=0.3、BMIX=0.1 计算无误AMIX=0.4 AMIX = 0.40; BMIX = 1.00 静态log: WARNING in EDDRMM: call toZHEGV failed, returncode = 6 3 **,能带一样AMIX=0.02 AMIX = 0.02; BMIX = 1.00 计算无误AMIX=0.1 AMIX = 0.10; BMIX = 1.00 静态log: WARNING in EDDRMM: call toZHEGV failed, returncode = 6 3 **,能带一样AMIX=0.3 AMIX = 0.30; BMIX = 1.00 静态log: WARNING in EDDRMM: call toZHEGV failed, returncode = 6 3 **,能带一样BMIX=0.0001 AMIX = 0.40; BMIX = 0.00 计算无误以上参数设置，得到的能带图都一样，如下图:综上：设置AMIX=0.2（或0.3）,BMIX默认（省事，等于1.0），可以保证计算过程无误。
还需进一步调整其他参数，算出正确的能带。
警告：算1QL弛豫、静态、能带时，都有这个提示：ADVICE TO THIS USER RUNNING 'V ASP/V AMP' (HEAR YOUR MASTER'S VOICE ...): You have a (more or less)'small supercell' and for smaller cells it is recommended to use the reciprocal-space projection scheme! The real space optimization is not efficient for small cells and it is also less accurate ... Therefore set LREAL=.FALSE. in the INCAR file对策：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。
VASP自旋轨道耦合计算错误汇总
V ASP自旋轨道耦合计算错误汇总静态计算时，报错：VERY BAD NEWS! Internal内部error in subroutine子程序IBZKPT:Reciprocal倒数的lattice and k-lattice belong to different class of lattices. Often results are still useful (48)INCAR参数设置：对策：根据所用集群，修改INCAR中NPAR。
将NPAR=4变成NPAR=1，已解决！错误：sub space matrix类错误报错：静态和能带计算中出现警告：W ARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian共轭in DA V结构优化出现错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 4 -4.681828688433112E-002对策：通过将默认AMIX=0.4，修改成AMIX=0.2（或0.3），问题得以解决。
以下是类似的错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -3.00000000000000RMM: 22 -0.167633596124E+02 -0.57393E+00 -0.44312E-01 1326 0.221E+00BRMIX:very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 28.00003 new 28.06093 0.111E+00错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -42.5000000000000ERROR FEXCP: supplied Exchange-correletion table is too small, maximal index : 4794错误：结构优化Bi2Te3时，log文件：WARNING in EDDIAG: sub space matrix is not hermitian 1 -0.199E+01RMM: 200 0.179366581305E+01 -0.10588E-01 -0.14220E+00 718 0.261E-01BRMIX: very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 56.00230 new 124.70394 66 F= 0.17936658E+01 E0= 0.18295246E+01 d E =0.557217E-02curvature: 0.00 expect dE= 0.000E+00 dE for cont linesearch 0.000E+00ZBRENT: fatal error in bracketingplease rerun with smaller EDIFF, or copy CONTCAR to POSCAR and continue但是，将CONTCAR拷贝成POSCAR，接着算静态没有报错，这样算出来的结果有问题吗？对策1：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR重新做一次结构优化，看是否达到优化精度！对策2：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR，并且修改EDIFF（目前参数EDIFF=1E-6）,默认为10-4错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 1 -7.626640664998020E-003网上参考解决方案：对策1：减小POTIM: IBRION=0，标准分子动力学模拟。
自旋轨道耦合计算
自旋轨道耦合计算自旋轨道耦合计算是一种重要的物理计算方法，它涉及到原子、分子和凝聚态系统中自旋和轨道的相互作用。
以下将分步骤阐述自旋轨道耦合计算的基本原理和应用。
一、自旋和轨道的基本概念自旋是微观粒子的一个内部自由度，它描述了粒子的自旋角动量。
轨道则是宏观物理中一个物体周围的运动轨迹，而在微观物理学中，轨道是描述电子绕原子核的运动轨迹。
自旋和轨道都是量子态的内在属性，它们的相互作用很强，这就是自旋轨道耦合现象的来源。
二、自旋轨道耦合的作用自旋轨道耦合对于原子、分子和凝聚态系统的性质有着重要的影响。
例如，在磁学、光谱学、量子计算和量子信息等领域中，自旋轨道耦合可以使含有奇异自旋态的物质表现出不同寻常的物理性质。
三、计算方法自旋轨道耦合的计算方法可以分为半经典和量子力学两种方法。
半经典方法基于经典电磁场理论，相对简单，主要适用于原子、分子系统。
量子力学方法则更加广泛，可以处理复杂的凝聚态系统。
具体计算可采用量子化学方法和密度泛函理论等。
四、应用领域1. 量子计算：自旋轨道耦合可以用于永久性化学计算中的生成和操作变量的编码。
2. 拓扑绝缘体：包括量子自旋液体、拓扑半金属和拓扑绝缘体等的物理研究。
3. 磁共振成像：自旋轨道耦合可以用于特定的核磁共振成像模型中，例如，结合单磁子、双磁子和三磁子方法，来进行局部的可视化。
结论：自旋轨道耦合计算是量子物理研究领域的重要方法。
它不仅能够帮助人们研究原子、分子和凝聚态系统的性质，而且还能在量子计算、拓扑绝缘体和磁共振成像等领域中发挥重要作用。
我们相信，在未来的研究中，自旋轨道耦合计算会在各个领域取得更加广泛和深入的应用。
VASP自旋轨道耦合计算错误汇总
VASP自旋轨道耦合计算错误汇总自旋轨道耦合是描述电子自旋和轨道运动之间相互作用的物理概念。
在VASP计算中，自旋轨道耦合是通过GGA+U方法处理的，但在实际计算中可能会出现一些错误。
下面是一些可能导致VASP自旋轨道耦合计算错误的原因及解决方案的汇总。
1.参数设置错误：在VASP计算中，轨道耦合的计算需要将INCAR文件中的参数设置正确。
首先，需要将ISPIN参数设置为2，以便考虑自旋极化。
其次，需要通过LDAU参数将自旋-轨道耦合效应的影响引入计算中。
在计算过程中，可以尝试不同的U值，并观察计算结果的变化。
2.缺乏足够的k点网格：自旋轨道耦合计算需要在倒空间中计算，因此需要足够高的k点网格密度。
如果k点网格密度过低，可能会导致计算结果不准确。
解决方法是增加k点网格密度，可以通过增加KPOINTS文件中的MP或MONKHORST参数来实现。
3.收敛条件设定不合理：VASP计算中，自旋轨道耦合的计算需要满足一定的收敛条件。
如果计算结果不收敛，则可能需要调整计算过程中的一些参数。
可以尝试增加ENCUT参数来提高计算精度，减小EDIFF参数来提高计算收敛性。
同时，还可以尝试改变电荷密度和波函数的混合策略，选择更合适的算法来解决计算问题。
4.初始结构选择不合理：不合理的初始结构选择可能导致计算结果不准确。
建议根据实验已知的结构或先前的计算结果来选择初始结构，并合理设置INCAR文件中的ISIF参数来优化结构。
5.系统对称性的处理错误：自旋轨道耦合计算过程中，VASP通常假设系统具有一定的对称性，因此在计算中会利用结构的对称性进行优化。
如果对称性处理错误，可能会导致计算结果的不准确。
建议在计算前进行空间群和点群对称性的分析，并在INCAR文件中正确设置ISYM参数来处理对称性。
总之，VASP自旋轨道耦合计算错误的原因有很多，可能是参数设置错误、收敛条件设定不合理、初始结构选择不合理、系统对称性处理错误等。
VASP磁性计算总结篇
在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦以下是从VASP合的计算说明。
非线性磁矩计算：和CHGCAR文件。
1）计算非磁性基态产生WAVECAR）然后INCAR中加上2ISPIN=2文件和CHGCAR11 ！读取WAVECAR ICHARG=1 或LNONCOLLINEAR=.TRUE. MAGMOM=注意：①对于非线性磁矩计算，要在x, y 和 z方向分别加上磁矩，如MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 ！表示第一个原子在x方向，第二个原子的y方向有磁矩②在任何时候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（没有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1 或11（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的计算是非磁性的（ISPIN=1）。
磁各向异性能（自旋轨道耦合）计算：注意： LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项，且自旋轨道计算只适用于PAW赝势，不适于超软赝势。
．自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖，即存在磁各向异性能（MAE），所以要定义初始磁矩的方向。
如下：LSORBIT = .TRUE.SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)默认值： SAXIS=(0+,0,1)，即x方向有正的无限小的磁矩，Z方向有磁矩。
要使初始的磁矩方向平行于选定方向，有以下两种方法：MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,zSAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to zorMAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每个原子分别指定）SAXIS = x y z ! quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1两种方法原则上应该是等价的，但是实际上第二种方法更精确。
自旋轨道耦合计算探索过程分析
自旋轨道耦合计算过程探索1.经验总结1）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。
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。
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。
6）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。
7）薄膜的结构需要中心对称，切得时候需要注意。
8）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。
9）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。
10）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_PBE E cut=340 eV Kpoints=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Bi2Se3 rhombohedral representation（菱形表示）和hexagonal representation（六角表示）相互转换图中黑色t 1、t 2、t 3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(0 0 0)-Z(π π π)-F(π π 0)-Г(0 0 0)-L(π 0 0)， 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(0 0 0)-Z(0.5 0.5 0.5)-F(0.5 0.5 0)-Г(0 0 0)-L(0 0 -0.5) KPOINTS 20 Line-mode Rec0.0 0.0 0.0 !Г 0.5 0.5 0.5 ! Z 0.5 0.5 0.5 ! Z 0.5 0.5 0.0 ! F 0.5 0.5 0.0 ! F 0.0 0.0 0.0 !Г 0.0 0.0 0.0 !Г 0.0 0.0 -0.5 ! L[通过比较结构，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较靠谱]3. 块体soc 的计算 文献能带结构图：块体（Bi 2Se 3-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）：4.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-modeRec0.66666667 0.33333333 0.0 !K0.0 0.0 0.0 !Г0.0 0.0 0.0 !Г0.5 0.0 0.0 !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。
自旋轨道耦合的详细解释
自旋轨道耦合指的是原子或分子中电子自旋和轨道角动量的耦合现象。
在原子或分子中，电子可以被描述为轨道角动量L和自旋角动量S的和。
每个角动量的大小为：L = l（l + 1）h，S = s（s + 1）h，其中l和s 分别为轨道角动量和自旋角动量的矢量值，h为普朗克常数。
由于轨道角动量和自旋角动量的大小相同，因此它们之间可能会发生耦合。
自旋轨道耦合的结果是，电子的总角动量和总电子轨道子状态发生变化。
由于电子总角动量发生变化，原子或分子的能量也会发生变化。
一般来说，自旋轨道耦合使原子或分子的能量水平变得更低，因此自旋轨道耦合也被称为能量耦合。
VASP自旋轨道耦合计算
VASP 自旋轨道耦合计算已有4532 次阅读2011-9-13 20:37|个人分类:VASP|系统分类:科研笔记将VASP 的makefile 文件中的 CPP 选项中的 -DNGXhalf, -DNGZhalf, -DwNGXhalf, -DwNGZhalf 这4个选项去掉重新编译VASP才能计算自旋轨道耦合效应。
以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。
非线性磁矩计算：1）计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件。
2）然后INCAR中加上ISPIN=2ICHARG=1 或 11 ！读取WAVECAR和CHGCAR文件LNONCOLLINEAR=.TRUE.MAGMOM=注意：①对于非线性磁矩计算，要在x, y 和 z方向分别加上磁矩，如MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 ！表示第一个原子在x方向，第二个原子的y方向有磁矩②在任何时候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（没有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1 或11（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的计算是非磁性的（ISPIN=1）。
磁各向异性能（自旋轨道耦合）计算：注意： LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项，且自旋轨道计算只适用于PAW赝势，不适于超软赝势。
自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖，即存在磁各向异性能（MAE），所以要定义初始磁矩的方向。
如下：LSORBIT = .TRUE.SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)默认值： SAXIS=(0+,0,1)，即x方向有正的无限小的磁矩，Z方向有磁矩。
要使初始的磁矩方向平行于选定方向，有以下两种方法：MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,zSAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to zorMAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每个原子分别指定）SAXIS = x y z !quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1两种方法原则上应该是等价的，但是实际上第二种方法更精确。
Bi2Se3未考虑vdw的错误汇总
在没有考虑vdw作用之前，算Bi2Se3材料soc中出现的错误汇总V ASP自旋轨道耦合计算错误汇总静态计算时，报错：VERY BAD NEWS! Internal内部error in subroutine子程序IBZKPT:Reciprocal倒数的lattice and k-lattice belong to different class of lattices. Often results are still useful (48)INCAR参数设置：对策：根据所用集群，修改INCAR中NPAR。
将NPAR=4变成NPAR=1，已解决！错误：sub space matrix类错误报错：静态和能带计算中出现警告：W ARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian共轭in DA V结构优化出现错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 4 -4.681828688433112E-002对策：通过将默认AMIX=0.4，修改成AMIX=0.2（或0.3），问题得以解决。
以下是类似的错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -3.00000000000000RMM: 22 -0.167633596124E+02 -0.57393E+00 -0.44312E-01 1326 0.221E+00BRMIX:very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 28.00003 new 28.06093 0.111E+00错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -42.5000000000000ERROR FEXCP: supplied Exchange-correletion table is too small, maximal index : 4794错误：结构优化Bi2Te3时，log文件：WARNING in EDDIAG: sub space matrix is not hermitian 1 -0.199E+01RMM: 200 0.179366581305E+01 -0.10588E-01 -0.14220E+00 718 0.261E-01BRMIX: very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 56.00230 new 124.70394 66 F= 0.17936658E+01 E0= 0.18295246E+01 d E =0.557217E-02curvature: 0.00 expect dE= 0.000E+00 dE for cont linesearch 0.000E+00ZBRENT: fatal error in bracketingplease rerun with smaller EDIFF, or copy CONTCAR to POSCAR and continue但是，将CONTCAR拷贝成POSCAR，接着算静态没有报错，这样算出来的结果有问题吗？对策1：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR重新做一次结构优化，看是否达到优化精度！对策2：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR，并且修改EDIFF（目前参数EDIFF=1E-6）,默认为10-4错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 1 -7.626640664998020E-003网上参考解决方案：对策1：减小POTIM: IBRION=0，标准分子动力学模拟。
Bi2Se3未考虑vdw的错误
在没有考虑vdw作用之前，算Bi2Se3材料soc中出现的错误汇总V ASP自旋轨道耦合计算错误汇总静态计算时，报错：VERY BAD NEWS! Internal内部error in subroutine子程序IBZKPT:Reciprocal倒数的lattice and k-lattice belong to different class of lattices. Often results are still useful (48)INCAR参数设置：对策：根据所用集群，修改INCAR中NPAR。
将NPAR=4变成NPAR=1，已解决！错误：sub space matrix类错误报错：静态和能带计算中出现警告：W ARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian共轭in DA V结构优化出现错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 4 -4.681828688433112E-002对策：通过将默认AMIX=0.4，修改成AMIX=0.2（或0.3），问题得以解决。
以下是类似的错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -3.00000000000000RMM: 22 -0.167633596124E+02 -0.57393E+00 -0.44312E-01 1326 0.221E+00BRMIX:very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 28.00003 new 28.06093 0.111E+00错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -42.5000000000000ERROR FEXCP: supplied Exchange-correletion table is too small, maximal index : 4794错误：结构优化Bi2Te3时，log文件：WARNING in EDDIAG: sub space matrix is not hermitian 1 -0.199E+01RMM: 200 0.179366581305E+01 -0.10588E-01 -0.14220E+00 718 0.261E-01BRMIX: very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 56.00230 new 124.70394 66 F= 0.17936658E+01 E0= 0.18295246E+01 d E =0.557217E-02curvature: 0.00 expect dE= 0.000E+00 dE for cont linesearch 0.000E+00ZBRENT: fatal error in bracketingplease rerun with smaller EDIFF, or copy CONTCAR to POSCAR and continue但是，将CONTCAR拷贝成POSCAR，接着算静态没有报错，这样算出来的结果有问题吗？对策1：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR重新做一次结构优化，看是否达到优化精度！对策2：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR，并且修改EDIFF（目前参数EDIFF=1E-6）,默认为10-4错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 1 -7.626640664998020E-003网上参考解决方案：对策1：减小POTIM: IBRION=0，标准分子动力学模拟。
Bi2Se3自旋轨道耦合计算
Bi 2Se 3自旋轨道耦合性质的计算一、模型和基本参数：图（a ）黑色t 1、t 2、t 3基矢围成Bi 2Se 3菱形原胞，用于计算块体，红色方框包含一个五元层，是构成薄膜的一个QL 。
计算能带的布里渊区高对称点：Г(0 0 0)-Z(π π π)-F(π π 0)-Г(0 0 0)-L(π 0 0)， 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(0 0 0)-Z(0.5 0.5 0.5)-F(0.5 0.5 0)-Г(0 0 0)-L(0 0 -0.5)空间群： 166号~ R-3M （MS ） )3(53m R D d（文献） 结构分为：六角晶胞和菱形原胞（Rhombohedral ）两种形式 六角晶胞(hexagon)：含三个五元层，15个原子 菱形原胞（Rhombohedral ）：含5个原子晶格参数t=9.841, α=24.275 原子坐标：弛豫值 实验值Bi(2c) (0.400,0.400,0.400) Bi(2c) (0.398, 0.398, 0.398) Se(1a) (0,0,0) Se(1a) (0,0,0)Se(2c) (0.210, 0.210, 0.210) Se(2c) (0.216, 0.216, 0.216)赝势：PAW_GGA_PBE E cut =340 eV 块体：Kpoints=11×11×11 薄膜：Kpoints=11×11×1块体结构优化时，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较合理 计算薄膜真空层统一： 15 ÅISMER取-5（或取0，对应SIGMA=0.05）二、计算过程描述：1）范德瓦尔斯作用力的影响。
手册中一共有5种方法：Correlation functionals：LUSE VDW = .TRUE.the PBE correlation correction AGGAC = 0.0000Exchange交换functionalsvdW-DF vdW-DF2 方法一方法二方法三方法四方法五revPBE optPBE optB88 optB86b rPW86GGA = RE LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = ORLUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = BOPARAM1 = 0.1833333333PARAM2 = 0.2200000000LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = MKPARAM1 = 0.1234PARAM2 = 1.0000LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = MLZab_vdW = -1.8867LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000经测试，发现方法二optimized Perdew-Burke-Ernzerhof-vdW (optPBE-vdW)是最合适的。
自旋轨道耦合计算探索过程
自旋轨道耦合计算过程探索1.经验总结1）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。
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。
6）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。
7）薄膜的结构需要中心对称，切得时候需要注意。
8）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。
9）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。
10）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_PBE E cut=340 eV Kpoints=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Bi2Se3 rhombohedral representation（菱形表示）和hexagonal representation（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(0 0 0)-Z(π π π)-F(π π 0)-Г(0 0 0)-L(π 0 0)，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(0 0 0)-Z(0.5 0.5 0.5)-F(0.5 0.5 0)-Г(0 0 0)-L(0 0 -0.5)KPOINTS20Line-modeRec0.0 0.0 0.0 !Г0.5 0.5 0.5 ! Z0.5 0.5 0.5 ! Z0.5 0.5 0.0 ! F0.5 0.5 0.0 ! F0.0 0.0 0.0 !Г0.0 0.0 0.0 !Г0.0 0.0 -0.5 ! L[通过比较结构，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较靠谱]3.块体soc的计算文献能带结构图：块体（Bi2Se3-VASP-GGA-PAW-PBE）Sb2Te3Bi2Te3Bi2Se3晶格参数六角a (Å) 4.250 4.383 4.138 六角c (Å) 30.35 30.487 28.64 菱形T(Å) 10.41 10.473 9.841原子位置μ (2Bi)0.400 0.400 0.399 v (2Se2) 0.211 0.212 0.206 0 (Se1) 0 0 0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）：4.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-modeRec0.66666667 0.33333333 0.0 !K0.0 0.0 0.0 !Г0.0 0.0 0.0 !Г0.5 0.0 0.0 !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。
Bi2Se3自旋轨道耦合计算
Bi2Se3自旋轨道耦合计算Bi2Se3自旋轨道耦合性质的计算一、模型和基本参数：图（a）黑色t1、t2、t3基矢围成Bi2Se3菱形原胞，用于计算块体，红色方框包含一个五元层，是构成薄膜的一个QL。
计算能带的布里渊区高对称点：Г(0 0 0)-Z(π π π)-F(π π 0)-Г(0 0 0)-L(π 0 0)，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(0 0 0)-Z(0.5 0.5 0.5)-F(0.5 0.5 0)-Г(0 0 0)-L(0 0 -0.5)空间群：166号~ R-3M（MS）)3(53m RDd（文献）结构分为：六角晶胞和菱形原胞（Rhombohedral）两种形式六角晶胞(hexagon)：含三个五元层，15个原子菱形原胞（Rhombohedral）：含5个原子晶格参数t=9.841, α=24.275原子坐标：弛豫值实验值Bi(2c) (0.400,0.400,0.400) Bi(2c) (0.398, 0.398, 0.398)Se(1a) (0,0,0) Se(1a) (0,0,0)Se(2c) (0.210, 0.210, 0.210) Se(2c) (0.216, 0.216, 0.216)赝势：PAW_GGA_PBE E cut=340 eV块体：Kpoints=11×11×11 薄膜：Kpoints=11×11×1块体结构优化时，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较合理计算薄膜真空层统一：15 ÅISMER取-5（或取0，对应SIGMA=0.05）二、计算过程描述：1）范德瓦尔斯作用力的影响。
手册中一共有5种方法：Correlation functionals：LUSE VDW = .TRUE.the PBE correlation correction AGGAC = 0.0000Exchange交换functionalsvdW-DF vdW-DF2 方法一方法二方法三方法四方法五revPBE optPBE optB88 optB86b rPW86GGA = RE LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = ORLUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = BOPARAM1 = 0.1833333333PARAM2 = 0.2200000000LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = MKPARAM1 = 0.1234PARAM2 = 1.0000LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000GGA = MLZab_vdW = -1.8867LUSE_VDW = .TRUE.AGGAC = 0.0000经测试，发现方法二optimized Perdew-Burke-Ernzerhof-vdW (optPBE-vdW)是最合适的。
ADF教程：如何计算自旋-轨道耦合矩阵元
如何计算自旋-轨道耦合矩阵前言：自旋-轨道耦合对于磷光很重要，因为如果二者耦合如果严格为0，那么单重态和三重态之间的跃迁就会成为禁阻跃迁，就不会有磷光发生。
有时候我们需要关心某个特定几何结构下（例如S0态与T1态势能面交叉点处），S0态与T1态之间自旋轨道耦合。
用算符来表示即：<S0|SOC|T1>，也就是自旋-轨道耦合算符，左边乘以S0态、右边乘以T1态，然后在全空间积分得到的一个实数（包括实部和虚部）。
这个实数有时候我们把它称作矩阵元，这是因为可能有很多个态，比如S0、T1、S1、S2、S3、T2、T3……，这些所有态之间，都可以有这样一个积分得到的实数。
如果把这些态，按序号排列好，分别叫做State n（N=1,2,3……N），那么就可以对应为一个N*N的矩阵，i行j列，即为<State i|SOC|State j>。
这个矩阵有一个特点，也就是i行j列与j行i列是共轭关系：二者实部相同，虚部反号，因此二者的模相等。
我们可能更关心这个实数的模，即实数的实部与虚部的平方和。
因此我们通过计算，然后找到该矩阵元的实部和虚部，之后求取平方和即可。
步骤：此处以CH 4举例（C1群分子输出结果更简单）第一步，优化分子结构（详情请点击）;第二步，进行自旋-轨道耦合矩阵元的计算。
这一步计算的物理意义：首先以Scalar相对论（无自旋轨道耦合的相对论方法）将较低的单重激发态和三重激发态计算出来，然后将自旋-轨道耦合视为微扰，得到自旋-轨道耦合矩阵元，然后也得到考虑微扰之后的各个激发态的激发能（此时，三重态可能会发生劈裂，即三个态能量不等——这就是由自旋-轨道耦合引起的）。
因此，计算参数设置如下：在Details — User input输入：PRINT SOMATRIXGSCORR保存任务并运行。
第三步，查看结果：首先在*.out文件中找到我们需要的态，例如T1与S0。
首先找到S0态所属的不可约表示（如果没有对称性，点群为C1，那么就只有一个不可约表示，名为A），在此例中，S0态属于不可约表示A1：然后找到T1所属的不可约表示。
自旋轨道耦合常数计算
自旋轨道耦合常数计算自旋轨道耦合常数计算是理解和研究材料性质的重要工具。
在这个过程中，有多个步骤需要遵循。
这篇文章将带领您了解如何进行自旋轨道耦合常数计算的步骤。
第一步：选择适当的软件首先，需要选择适合自己研究领域的建模软件。
目前使用较多的软件有VASP、GPAW、Quantum Espresso等。
这些软件都有其优缺点，需要根据具体研究需求来决定。
第二步：准备结构文件在进行自旋轨道耦合常数计算前，需要先准备结构文件。
这个过程包括构建晶格和确定原子位置。
可以使用一些常用的建模软件，如VESTA、Material Studio等工具来生成结构文件。
第三步：进行第一性原理计算进行第一性原理计算需要先进行K点网格的选择，并根据材料铁磁性质选择SPIN多少，接着进行能带计算。
此处需要注意的是，该计算可能需要较长的时间，并且需要高性能的计算资源。
第四步：计算自旋轨道耦合常数在进行自旋轨道耦合常数的计算时，需要使用Bader分析得到有效电荷的大小。
此外还可以绘制电子态密度图，以确定电荷分布和轨道提示。
第五步：分析计算结果最后，需要分析计算结果，从中提取有用的信息。
一般来说，贡献最大的谷点和电子密度的分布情况会受到重点关注。
这些信息可用于理解和预测材料的性质，对材料设计和选择具有重要意义。
总结自旋轨道耦合常数是描述材料性质的重要参数，其计算过程需要多个步骤，包括准备结构文件、进行第一性原理计算、计算自旋轨道耦合常数和分析计算结果。
了解这些步骤能够为更好的材料研究提供必要的参考。
自旋-轨道耦合能的计算
,
若为 电子 的轨道运 动产 生的磁场
,
由于学 生熟 悉 电 磁 学 知识 过 程中发 现有 如 下两 个 问 题
、
这 样 计算 电子 的 自 旋
一
.
轨道祸 合 能 易被 学 生接 受
,
但在 教 学
第 一 电子 的 自旋 轨道 祸合 能 不是 一个 磁偶 极子 在磁 场 中所具 有 的势 能 而 是 由 于 电 x 子 的 自旋磁 矩 在 磁 场 中受到 一 个磁 力矩 风 的作 用 使 电子 的 自旋 角动 量 绕磁 场 方 向 作拉 摩 尔 进 动 第二
山*
<
) 或反向 a (
上
>
90
,
轨道 角速 度增 加 (或 减小 ) 的距离为
d
,
垂 直 于 凡 的分 量
=
。
s i
n
在 轨道 平 面
=
。
s
OA
0
.
方向
设 电子至
该分 量使 电子获得垂 直于轨 道平面 的线速度 面
in
Байду номын сангаас
这 时 电子具有 动能
、
由于 进 动
,
一
告
m
。
2
+
一
(
,
+ 山
。。 5
。
)
’
+
J ZO
。
. .
原子 实绕 电子 运 动所 产 生的磁 场
然 后再 考虑 电子 绕原子 实 旋转 有 一个加 速度
.
,
因 此 电子 坐
标系相 对 于 原子核 坐标 系有 一个进 动 (托 马斯进 动 ) 由此可推 得
Bi2Se3未考虑vdw的错误汇总
在没有考虑vdw作用之前，算Bi2Se3材料soc中出现的错误汇总V ASP自旋轨道耦合计算错误汇总静态计算时，报错：VERY BAD NEWS! Internal内部error in subroutine子程序IBZKPT:Reciprocal倒数的lattice and k-lattice belong to different class of lattices. Often results are still useful (48)INCAR参数设置：对策：根据所用集群，修改INCAR中NPAR。
将NPAR=4变成NPAR=1，已解决！错误：sub space matrix类错误报错：静态和能带计算中出现警告：W ARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian共轭in DA V结构优化出现错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 4 -4.681828688433112E-002对策：通过将默认AMIX=0.4，修改成AMIX=0.2（或0.3），问题得以解决。
以下是类似的错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -3.00000000000000RMM: 22 -0.167633596124E+02 -0.57393E+00 -0.44312E-01 1326 0.221E+00BRMIX:very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 28.00003 new 28.06093 0.111E+00错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in rmm -42.5000000000000ERROR FEXCP: supplied Exchange-correletion table is too small, maximal index : 4794错误：结构优化Bi2Te3时，log文件：WARNING in EDDIAG: sub space matrix is not hermitian 1 -0.199E+01RMM: 200 0.179366581305E+01 -0.10588E-01 -0.14220E+00 718 0.261E-01BRMIX: very serious problems the old and the new charge density differ old charge density: 56.00230 new 124.70394 66 F= 0.17936658E+01 E0= 0.18295246E+01 d E =0.557217E-02curvature: 0.00 expect dE= 0.000E+00 dE for cont linesearch 0.000E+00ZBRENT: fatal error in bracketingplease rerun with smaller EDIFF, or copy CONTCAR to POSCAR and continue但是，将CONTCAR拷贝成POSCAR，接着算静态没有报错，这样算出来的结果有问题吗？对策1：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR重新做一次结构优化，看是否达到优化精度！对策2：用这个CONTCAR拷贝成POSCAR，并且修改EDIFF（目前参数EDIFF=1E-6）,默认为10-4错误：WARNING: Sub-Space-Matrix is not hermitian in DA V 1 -7.626640664998020E-003网上参考解决方案：对策1：减小POTIM: IBRION=0，标准分子动力学模拟。
自旋轨道耦合计算探索过程
自旋轨道耦合计算过程探索1.经验总结1）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。
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。
6）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。
7）薄膜的结构需要中心对称，切得时候需要注意。
8）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。
9）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。
10）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_PBE E cut=340 eV Kpoints=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Bi2Se3 rhombohedral representation（菱形表示）和hexagonal representation（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(0 0 0)-Z(π π π)-F(π π 0)-Г(0 0 0)-L(π 0 0)，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(0 0 0)-Z(0.5 0.5 0.5)-F(0.5 0.5 0)-Г(0 0 0)-L(0 0 -0.5)KPOINTS20Line-modeRec0.0 0.0 0.0 !Г0.5 0.5 0.5 ! Z0.5 0.5 0.5 ! Z0.5 0.5 0.0 ! F0.5 0.5 0.0 ! F0.0 0.0 0.0 !Г0.0 0.0 0.0 !Г0.0 0.0 -0.5 ! L[通过比较结构，发现Ecut=580，KPOINTS=151515，得到的结构比较靠谱]3.块体soc的计算文献能带结构图：块体（Bi2Se3-VASP-GGA-PAW-PBE）Sb2Te3Bi2Te3Bi2Se3晶格参数六角a (Å) 4.250 4.383 4.138 六角c (Å) 30.35 30.487 28.64 菱形T(Å) 10.41 10.473 9.841原子位置μ (2Bi)0.400 0.400 0.399 v (2Se2) 0.211 0.212 0.206 0 (Se1) 0 0 0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）：4.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-modeRec0.66666667 0.33333333 0.0 !K0.0 0.0 0.0 !Г0.0 0.0 0.0 !Г0.5 0.0 0.0 !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。
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VASP 自旋轨道耦合计算
已有4532 次阅读2011-9-13 20:37|个人分类:VASP|系统分类:科研笔记
将VASP 的makefile 文件中的 CPP 选项中的 -DNGXhalf, -DNGZhalf, -DwNGXhalf, -DwNGZhalf 这4个选项去掉重新编译VASP才能计算自旋轨道耦合效应。
以下是从VASP在线说明书整理出来的非线性磁矩和自旋轨道耦合的计算说明。
非线性磁矩计算：
1）计算非磁性基态产生WAVECAR和CHGCAR文件。
2）然后INCAR中加上
ISPIN=2
ICHARG=1 或 11 ！读取WAVECAR和CHGCAR文件
LNONCOLLINEAR=.TRUE.
MAGMOM=
注意：①对于非线性磁矩计算，要在x, y 和 z方向分别加上磁矩，如
MAGMOM = 1 0 0 0 1 0 ！表示第一个原子在x方向，第二个原子的y方向有磁矩
②在任何时候，指定MAGMOM值的前提是ICHARG=2（没有WAVECAR和CHGCAR文件）或者ICHARG=1 或11（有WAVECAR和CHGCAR文件），但是前一步的计算是非磁性的（ISPIN=1）。
磁各向异性能（自旋轨道耦合）计算：
注意： LSORBIT=.TRUE. 会自动打开LNONCOLLINEAR= .TRUE.选项，且自旋轨道计算只适用于PAW赝势，不适于超软赝势。
自旋轨道耦合效应就意味着能量对磁矩的方向存在依赖，即存在磁各向异性能（MAE），所以要定义初始磁矩的方向。
如下：
LSORBIT = .TRUE.
SAXIS = s_x s_y s_z (quantisation axis for spin)
默认值： SAXIS=(0+,0,1)，即x方向有正的无限小的磁矩，Z方向有磁矩。
要使初始的磁矩方向平行于选定方向，有以下两种方法：
MAGMOM = x y z ! local magnetic moment in x,y,z
SAXIS = 0 0 1 ! quantisation axis parallel to z
or
MAGMOM = 0 0 total_magnetic_moment ! local magnetic moment parallel to SAXIS （注意每个原子分别指定）
SAXIS = x y z !quantisation axis parallel to vector (x,y,z)，如 0 0 1
两种方法原则上应该是等价的，但是实际上第二种方法更精确。
第二种方法允许读取已存在的WAVECAR（来自线性或者非磁性计算）文件，并且继续另一个自旋方向的计算（改变SAXIS 值而MAGMOM保持不变）。
当读取一个非线性磁矩计算的WAVECAR时，自旋方向会指定平行于SAXIS。
计算磁各向异性的推荐步骤是：
1）首先计算线性磁矩以产生WAVECAR 和CHGCAR文件（注意加入LMAXMIX）。
2）然后INCAR中加入：
LSORBIT = .TRUE.
ICHARG = 11 ! non selfconsistent run, read CHGCAR
!或ICHARG ==1 优化到易磁化轴，但此时应提高EDIFF的精度
LMAXMIX = 4 ! for d elements increase LMAXMIX to 4, f: LMAXMIX = 6 ! you need to set LMAXMIX already in the collinear calculation
SAXIS = x y z ! direction of the magnetic field 如0 0 1
NBANDS = 2 * number of bands of collinear run ！grep NBANDS OUTCAR
ISYM=0 ！switch off symmetry (ISYM=0) when spin orbit coupling is selected
GGA_COMPAT=.FALSE. ！it improves the numerical precision of GGA for non collinear calculations
LORBMOM=.TRUE. !计算轨道磁矩
继续计算，VASP会读取WAVECAR 和 CHGCAR将自旋量子化方向（磁场方向）平行于SAXIS方向。
最后可以比较各个方向磁矩时能量的不同。
注意：第二步使用自洽计算(ICHARG=1)原则上也是可以的，但是初始平行于SAXIS的磁场发生旋转，直到达到基态，如平行于易磁化轴，但这个过程会很慢且能量变化很小，而且如果收敛标准不是很严格的话，自洽计算会在未达到基态就停止。
注意： VASP的输入输出的磁矩和类自旋量都会按照这个SAXIS方向，包括INCAR 中的
MAGMOM行，OUTCAR和PROCAR文件中的总磁矩和局域磁矩，WAVECAR中的类自旋轨道和CHGCAR中的磁性密度。
With respect to the cartesian lattice vectors the components of the magnetization are (internally) given by
Where is the externally visible magnetic moment. Here,
is the angle between the SAXIS vector and the
cartesian vector , and is the angle between the vector SAXIS and the cartesian vector :
The inverse transformation is given by
It is easy to see that for the default , both angles are zero, i.e.and . In this case, the internal representation is simply equivalent to the external representation:
The second important case, is and . In this case
Hence now the magnetic moment is parallel to the vector SAXIS. Thus there are two ways to rotate the spins in an arbitrary direction, either by changing the initial magnetic moments MAGMOM or by changing SAXIS.
MAGMOM-tag：http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/MAGMOM_tag.html#incar-magmom
LNONCOLLINEAR-tag：http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/LNONCOLLINEAR_tag.html
LSORBIT-tag
http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/LSORBIT_tag.html
问题：第一步线性计算得到WAVECAR 和 CHGCAR文件，必须是静态计算的WAVECAR 和CHGCAR文件吗？动态优化的可不可以？静态计算需要使用NUPDOWN 锁定磁矩吗？
进行非线性磁矩或自旋轨道耦合计算的时候，结构需不需要重新优化？我现在的做法是：先加入LMAXMIX = 4结构优化，然后仍然使用LMAXMIX = 4
静态计算（ICHARG=2，LWA VE=.TRUE.，LCHARG=.TRUE.），然后进行高收敛标准的静态的soc自洽计算来考虑soc的影响，也不知对不对。