スピン計算 (fcc Ni)

VASPのサンプルやってみたシリーズ。今回はスピン計算(fcc Ni)。

INCAR

general:
  SYSTEM = fcc Ni
  ISTART = 0
  ICHARG = 2
  ENCUT = 270
  ISMEAR = 1
  SIGMA = 0.2
  LORBIT = 11
spin:
  ISPIN = 2
  MAGMOM = 1

ISPIN: 計算にスピンを考慮するか。1-考慮しない、2-考慮する。デフォルトは1。
MAGMON: 各原子の磁気モーメントを指定するパラメータ。POSCARに記載した原子毎に磁気モーメントを設定する。MAGMOM=[real array]とあるように空白区切りの配列。
デフォルト値は、
MAGMOM = NIONS * 1.0 for ISPIN = 2
= 3 * NIONS * 1.0 for non-collinear magnetic systems
“non-colinear magnetic”は日本語でノンコリニア磁性いうようで、アップとダウンの2種類だけでなく3次元的に傾いた状態のことのようだ。磁性はよくわからない。
ICHARG=2もしくはICHARG=1でもmagnetisation densityの記載がWAVECARとCHGCARにない場合はMAGMONの設定が反映される?

計算対象とするモデルに含まれる各原子の磁気モーメントを指定するパラメータである.もし,ISPIN=1 の場合は考慮しない.
default
if non-collinear magnetic systims MAGMOM = 3 * NIONS * 1.0
else MAGMOM = NIONS * 1.0
NIONS はPOSCAR ファイルの原子数である.強磁性の場合は,MAGMOM = 8 * 1.0 のように入力する.反強磁性の場合は,MAGMOM = 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 のように原子ごとに磁性の方向を入力する.

(参考: はじめてのVASP原理から使用法、適用例まで 西谷滋人)

今回は、POSCARに記載されている原子が1つだけなので、MAGMON = 1*1.0ということで強磁性の場合を計算しているということか。

結果

Energy vs Lattice Constant

DOS (up, down)

DOSの結果からフェルミ準位以下でアップスピンが優先的に占有されていくから、強磁性体であることが分かる。でもダウンスピンもほぼフェルミ準位で埋まりそうで微妙。実際鉄よりは弱い磁性を示すことから、このバンド図もその辺りを示していると言えるのかもしれない。

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