谱半径一定大于0_vasp计算声子谱教程

1、前言

在第一性原理计算过程中考察体系稳定性是经常遇到的一个问题，也是大部分审稿人容易提问的地方；通常，使用声子谱研究体系的动力学稳定性，使用分子动力学研究体系的热稳定性；另外，可以借助于一些其它方法进一步说明体系的稳定性，例如研究钙钛矿体系时通过离子半径判断稳定性，研究异质结时通过计算结合能判断稳定性等。

2、声子谱计算方法

声子谱的计算主要有两种方法，一种是直接法，另一种是微扰密度泛函方法(DFPT)。

直接法，或称frozen-phonon方法，是通过在优化后的平衡结构中引入原子位移，计算作用在原子上的Hellmann-Feynman力，进而由动力学矩阵算出声子色散曲线。直接法的缺陷在于它要求声子波矢与原胞边界supersize正交，或者原胞足够大使得Hellmann-Feynman力在原胞外可以忽略不计。这使得对于复杂系统，如对称性高的晶体、合金、超晶格等材料需要采用超原胞。超原胞的采用使计算量急剧增加，极大的限制了该方法的使用。

1987年，Baroni、Giannozzi和Testa提出了DFPT方法。DFPT通过计算系统能量对外场微扰的响应来求出晶格动力学性质。该方法最大的优势在于它不限定微扰的波矢与原胞边界正交，不需要超原胞也可以对任意波矢求解。Castep、Vasp等采用的是一种linear response theory 的方法(或者称为 density perturbation functional theory，DFPT)，直接计算出原子的移动而导致的势场变化，再进一步构造出动力学矩阵。进而计算出声子谱。

2.1 计算环境的搭建

计算所用的软件为VASP与phonopy code。

2.2 phonopy code编译

(1) 搭建Anaconda环境，下载链接(https://www.anaconda.com)。

(2) 安装Anaconda

bash Anaconda3-2019.07-Linux-x86_64.sh

(3) 写入环境变量

echo &