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常数——常数项是什么意思…

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二维材料静态介电常数和光学性质计算Tips

静态介电常数计算教程

介电常数是反映材料电介质在静电场作用下介电性质或极化性质的主要参数，通常用ε来表示。本文作者以下面VASP官网的NaCl例子进行详细介绍。

总的思路是分别计算某材料电子和离子的介电函数与频率的关系。然后再对电子和离子介电函数做零频近似，并做加和就是我们通常看到的文献中某材料得介电常数。

计算过程：

1、进行标准的DFT结构优化计算

2、计算电子对介电函数的贡献与频率的关系

3、计算离子对介电函数的贡献与频率的关系

4、分别对电子和离子介电函数做零频近似并做加和

输入文件：

1、标准的DFT结构优化计算

POSCAR

NaCl FCC 5.55596202 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000Na Cl 1 1Direct 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.0000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000 0.5000000000000000

KPIONTS

Gamma-centred 11x11x11 Monkhorst-Pack grid0 G11 11 110 0 0

INCAR

PREC = HighISMEAR = 0 ; ISIGMA = 0.01EDIFF = 1.E-8GGA = PS

2、计算电子对介电函数的贡献与频率的关系

INCAR

PREC = HighISMEAR = 0 ; ISIGMA = 0.01EDIFF = 1.E-8GGA = PSALGO = ExactLOPTICS = .TRUE.

3、计算离子对介电函数的贡献与频率的关系

PREC = HighISMEAR = 0 ; ISIGMA = 0.01EDIFF = 1.E-8GGA = PSEDIFF = 1.E-8#The ionic dielectric function can be calculated in two ways:#################1# DFPT (faster), but does not allow for METAGGA use. ######################IBRION = 8; LEPSILON=.TRUE.#2# Finite differences (slower). #############################################IBRION = 6; LPEAD=.TRUE; LCALCEPS=.TRUE.#NFREE = 2 ; POTIM = 0.015#In both 1 and 2 the calculated dielectric function is in va #######

4．数据处理，分别对电子和离子介电函数做零频近似并做加和

分别在第3步和第2步的计算文件夹中运行以下脚本：./extract_die_vasprun

得到两个diel.dat，分别命名为diel.elec(电子介电函数与频率的关系)和diel.ion.dat (离子介电函数与频率的关系)

extract_die_vasprun

file=vaif [ -f $1 ]then file=$1fiecho "extracting dielectric function from " $fileawk '/<dielectricfunction/ { on=1 }on==1 && /<r>/ { print $2,($3+$4+$5)/3 } #on==1 && /<r>/ { print $2,$3,$4,$5 } on==1 && /<real>/ { print " " }on==1 && /<imag>/ { print " " }/<\/dielectricfunction/ { on=0 }' <$file >diel.dat

分别用diel.elec和diel.ion.dat中的数据作图可得以下数据图：

作零频近似并加和可得NaCl的介电常数为2.54+3.23=6.77

PS：由于时间仓促，可能有错误之处，欢迎各位同行交流学习，同时若有疑问、计算技术讨论、合作可以联系笔者邮箱：1924311399@qq.com谢谢！

References

  1. M. Gajdoš, K. Hummer, G. Kresse, J. Furthmüller, and F. Bechstedt, Phys. Rev. B 73, 045112 (2006).

  2. M.Bokdam et al., Scientific Reports 6, 28618 (2016).