软模找相变

一.通过扩胞把其他点的虚频折射到Gamma点

进行primitive cell的计算时，往往会出现虚频
- 一般可以对unit cell进行扩胞来消除虚频(削弱周期性边界条件的影响)，或者虚频会被折射到 $\Gamma$ 点

扩胞计算声子谱,查看 $\Gamma$ 点声子谱

运行命令phonopy band.conf

举个band.conf的栗子：

ATOM_NAME = Sn O2
DIM = 2 1 3
EIGNENVECTORS = .TRUE. #这个参数可以实现输出虚频的振动本征值
BAND = 0.0 0.0 0.0 ... -0.5 0.5 0.5
# BAND_LABELS = G Z T Y S X U R

在band.yaml文件中可以看到,振动对应的实部和虚部

实部和虚部

二.利用phonopy中的MODULATION参数来移动出现虚频的原子

比如， $j$ 点处的原子的移动公式为：
$\frac{A}{\sqrt{N_am_j}}R_e[exp(i\phi)\pmb{e}_jexp(\pmb q \cdot \pmb r_{jl})]$
这里 $A$ 是amplitude, $\phi$ 是phase, $N_a$ 是超胞中的原子数, $m_j$ 是第 $j$ 个原子的质量, $\pmb q$ 是指定的 $\pmb q$ 点, $\pmb r_{jl}$ 是第 $l$ 个unit cell中的第 $j$ 个原子的位置, $\pmb e_j$ 是第 $j$ 个原子部分的本征矢量。

三.conf的书写

ATOM_Name = SnO2
DIM = 2 1 3
SYMMETRY_TOLERANCE = 1e-3
MODULATION = 1 2 1,0 0.5 0 1 a
# MODULATION参数解释：
# 1 2 3参数：为unitcell的阔胞参数1 2 1，由于在0 0.5 0 方向上有虚频，所以在y轴方向上阔胞,，
# 4 5 6参数：出现虚频的q点
#    7 参数：虚频一般就是第一个band,所以我们这里用1
#    8 参数：振幅大小
#    9 参数：是弧度制的相因子，默认为0，可以不写

四.所用生成脚本

#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
import os
import shutil


def MODULATION(delta, fileNumber):
    for i in range(0, fileNumber + 1):
        displace = float(i * delta)
        filename = 'modulation-' + str(displace)
        conf = 'modulation-' + str(displace) + '.conf'
        f = open(conf, 'w')
        f.write('ATOM_Name = SnO2-' + str(displace) + '\n')
        # 之前用于算声子谱的扩胞系数
        f.write('DIM = 2 1 3\n')
        # 阔胞时分析对称性的允许误差
        f.write('SYMMETRY_TOLERANCE = 1e-3\n')
        # 前三个为软膜找相变，将unitcell所阔的胞，由于在0 0.5 0 方向上有虚频，所以在y轴方向上阔胞
        f.write('MODULATION = 1 2 1,0 0.5 0 1 ' + str(displace))
        f.close()
        os.system('phonopy ' + conf)
        os.system('rm MPOSCAR-001')
        os.system('mv MPOSCAR POSCAR-' + str(displace))

    for i in range(0, fileNumber + 1):
        displace = i * delta
        foldname = 'Modulation-' + str(displace)
        if not os.path.exists(foldname):
            os.system('mkdir ' + foldname)
        for file in ['INCAR', 'POTCAR', 'POSCAR-' + str(displace)]:
            shutil.copy2(file, foldname)
        os.chdir(foldname)
        os.rename('POSCAR-' + str(displace), 'POSCAR')
        os.chdir('..')

    os.system('rm modulation-*')
    os.system('rm POSCAR-*')


if __name__ == '__main__':
    MODULATION(delta=1.0, fileNumber=20)