基于氧化锌原胞的晶格优化方法研究

以氧化锌原胞的晶格优化为例,比较VASP计算程序包中2种晶格优化方法的差异:一种是状态方程拟合法,先设置参数ISIF=2,保持晶格体积不变,优化离子位置,对体积进行缩放计算得到能量与体积之间的关系图(E-V关系图),然后通过Brich-Murnaphan状态方程(BM状态方程)拟合E-V图得到平衡体积,最后通过平衡体积重新计算得到晶格参数;另一种是自动优化法,直接设置参数ISIF=3,同时优化晶格体积和离子位置,计算完毕直接读取晶格参数。结果表明:对于氧化锌原胞而言,2种优化方法得到的晶格体积、晶格常数a、b、c的误差为0.28%、0.11%、0.11%、0.06%;在不同的初始晶格体积条件下,自动优化法得到的晶格体积、晶格常数a、b、c的误差为0.20%-0.77%、0.04%-0.55%、0.04%-0.55%、0.02%-0.63%。与实验参考值相比,2种优化方法得到的晶格常数误差不超过2%,晶体体积误差不超过4%,属于合理的误差范围。综上可知,对于类似氧化锌原胞的简单晶格体系,直接采用ISIF=3自动优化即可得到较为准确的晶格参数结果。