CASTEP Calculation Modules CASTEP Calculation CASTEP Calculation SetupTask

现在设置几何优化 从 具栏中选择CASTEP 具 ， 然后从下拉列中选择Calculation（或从 菜单栏中选择Modules / CASTEP / Calculation）。 CASTEP Calculation对话框见右图： 在Setup标签中，把Task设置为 Geometry Optimization，把Quality 设 置为Fine，并且把Functional设置为GGA and PW 91。 按下more按钮，选中Optimize cell。 关闭CASTEP Geometry Optimization对话 框。

选 择 Electronic标 签 ， 按 下 More. . . 按 钮 以 得 到 CASTEP Electronic Options对话框。把Derived grid的设置从Standard改为Fine。关闭CASTEP Electronic Options对话框。 选择Job Control标签，设定本地机运算。 按下CASTEP Calculation对话框中的Run按钮。

==================== Elastic constants from Materials Studio: CASTEP ==================== Summary of the calculated stresses ==== ***************** Strain pattern: 1 ========== === Current amplitude: 1 Transformed stress tensor (GPa) : -4. 990578 0. 000000 -6. 907159 0. 000000 0. 953658 Current amplitude: 2 6. 908215 Transformed stress tensor (GPa) : -5. 949042 0. 000000 -7. 093625 0. 000000 0. 571307 提供了应力，应变的组成和弹性常数张量之间联系的所有信息。在 7. 094263 这一阶段，每一个弹性常数均有一个简洁的指数代表而不是由一对 ij指数代表。稍后会在文件夹中给出压缩符和常规的指数标定之间

的对应。 和弹性系数相对应的应力 (压缩符)： 1 7 7 4 0 0 as induced by the strain components: 1 1 1 4 0 0 在下面的表格中给出了每一种应力组成的应力-应变线性适配关系: Stress Cij value of index stress strain 1 1 -4. 990578 0. 003000 1 1 -5. 949042 0. 001800 1 1 -6. 891618 -0. 000600 1 1 -7. 838597 0. 000600 1 1 -8. 784959 0. 001800 1 1 -9. 726562 C (gradient) : 788. 920238 0. 003000 Error on C : Correlation 0. 945626 coeff: Stress intercept : 0. 999997 7. 363559 此梯度提供了弹性常数的数值（或弹性常数的线性组合），适配的 质量，由相关系数表示，提供了另人满意的弹性常数的不确定度。

在进一步的分析中没有使用压力的切点值, 它很简单的指示出收敛 的基态离最初的结构有多远。 所有应变模式的结果总结如下： ============== = Summary of elastic constants ============== Cij (GPa) =id i j 1 1 1 788. 92024 +/- 0. 946 4 447. 55108 +/- 0. 749 7 1 2 148. 70983 +/0. 754 The errors are only provided when more than two values for the strain amplitude were used, since there is no statistical uncertainty associated with fitting a straight line to only two points. 弹性常数以常规的6 x 6张量的形式显示出, 随后弹性柔量（ compliances）以相似的6 x 6形式显示出：

=============== Elastic Stiffness Constants Cij (GPa) 736. 57379 125. 20883 0. 00000 =============== 125. 20883 736. 57379 125. 20883 0. 00000 ==== 125. 20883 736. 57379 0. 00000 0. 00000 424. 93974 0. 00000 424. 93974 ================= Elastic Compliance Constants Sij (1/GPa) ================= 0. 0014282 -0. 0002075 0. 0000000 -0. 0002075 0. 0014282 -0. 0002075 0. 0000000 ====== -0. 0002075 0. 0000000 0. 0014282 0. 0000000 0. 0023533 0. 0000000 文件的最后部分包含推出的属性: 0. 0000000 0. 0023533

Bulk modulus = 362. 11330 +/- 0. 593 (GPa) Compressibility = 0. 00276 (1/GPa) Axis Young Modulus Poisson Ratios (GPa) X 741. 74894 Exy= 0. 1586 Exz= 0. 1586 Y 741. 74894 Eyx= 0. 1586 Eyz= 0. 1586 Z 741. 74894 Ezx= 0. 1586 Ezy= 0. 1586 Lame constants for isotropic material (GPa) Lambda = -106. 1819, Mu = 447. 5511 END

几何优化的默认值不包括对单胞的优化。 在Setup标签上，把Task从Energy 改为Geometry Optimization，把 Functional改为LDA。 在CASTEP Geometry Optimization对 话框中，按下More. . . 按钮，勾选上 Optimize Cell。 选 中 Electronic标 签 ， 把 Energy cutoff 设 置 为 Ultra-fine， 把 SCF tolerance设置为 Ultra-fine，把kpoint set 设 置 为 Coarse以 及 把 Pseudo-potentials设置为 Norm-conserving。 选中Job Control标签。选择你想要在其上运行 作的Gateway location。把Runtime optimization设置为Speed。 按下Run按钮开始运行。 作递交后开始运行。它大概需要2分钟时间，这主要取决于你的 电脑的速度。结果放在一个被称为Ge CASTEP Geom. Opt的新文件夹中。

2 计算声子散射和能态密度 为了计算声子散射和声子的能态密度，在从CASTEP Calculation对 话框的Properties标签选定适当的属性后，我们必须完成一个单点 能量计算。 确定Ge CASTEP Geom. Opt文件夹中的Ge. xsd文件示激活文档。 选中CASTEP Calculation对话框中的Setup标签，把Task设置为 Energy。 选 择 Electronic标 签 ， 按 下 More…按 钮 ， 显 示 出 CASTEP Electronic Options对话框。选择SCF标签，勾选上Fix occupancy。 关闭CASTEP Electronic Options对话框。在CASTEP Calculation 对话框中选定Properties标签。选择Phonon dispersion并且把qvector set设置为medium。选择Phonon density of states并且把 q-vector set设置为medium。 选中Job Control标签。选择你想要在其上运行 作的Gateway location。 按下Run按钮。 在Ge CASTEP Geom. Opt文件夹中创建了一个名为Ge CASTEP Energy的新文件。当能量计算完成后，两个新文件 Ge_Phonon. Disp. castep和Ge_Phonon. DOS. castep放在此文件夹中。

预测的频率可从Ge_Phonon. Disp. castep文件中得到。 在Project Explorer中双击Ge_Phonon. Disp. castep。按下CRTL+F 键，搜索Vibrational Frequencies。 结果文件中的部分内容如下所示： ==================== + Vibrational Frequencies ======= -----------+ + Branch number Frequency (cm-1) + +================= --------------------------------=== ===== + + q-pt= 1 ( 0. 500000 0. 250000 0. 750000) + ----------------------------Effective cut-off = 252. 3267 EV 0. 076923 + + 1 142. 467048 + ----+ 2 154. 267057 + + 3 226. 736315 + + 4 228. 208353 + + 5 285. 654435 + + 6 292. 950626 + + ------------------------------+ q-pt=+ 2 ( 0. 500000 0. 300000 0. 700000) ----- + -------+ Effective cut-off = 246. 7136 EV 0. 038462 + + + ------------------------------