在一定外压强下的晶体结构优化

DFT计算一般而言普适性较强，因此本文教程以简单的Si单晶为例，但也适合于其他体系。

因为这类结构优化，需要优化晶格常数，因此选用的泛函位LibXC，

点击Geometry Optimization后面的详细设置按钮，对结构优化进行详细设置，勾选“优化晶格常数”的选项，并在底部设置外部压强；如果是外部应力的情况，则在External Stress Tensor中按照格式输入应力即可。鼠标放置在该选项中不动，则会提示该选项的数值格式。注意外加压强的单位，是可以更改的，当前是GPa。

设置前面说的LibXC泛函，具体使用哪种，这里我们使用了PBE。

保存，并运行作业。

SCM - Logfile可以查看计算概要，其中类似如下内容，是判断是否收敛的内容：

<Dec13-2020> <15:05:22>  energy change                      -0.41751619     0.00002000    F
<Dec13-2020> <15:05:22>  max stress energy / atom            0.00515894     0.00050000    F
<Dec13-2020> <15:05:22>  constrained gradient max            0.00000000     0.00100000    T
<Dec13-2020> <15:05:22>  constrained gradient rms            0.00000000     0.00066667    T
<Dec13-2020> <15:05:22>  gradient max                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:05:22>  gradient rms                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:05:22>  cart. step max                      0.00039967     0.01000000    T
<Dec13-2020> <15:05:22>  cart. step rms                      0.00028864     0.00666667    T

其中

• energy change，是能量变化量，当前值是-0.41751619，而收敛阈值为0.00002000，因此当前能量尚未收敛，因此后面字母F表示“该收敛条件不满足”。
• 最重要的是第二、三个收敛条件，max stress energy / atom，这是关于原子手里是否收敛。
• 第三个收敛条件是constrained gradient max最大能量梯度是否收敛。
• 上述信息会在优化过程中，随着结构的变化而多次出现。最后达到6个T，就完全收敛了。
• 有时候也可以自行判断，比如虽然没有达到软件设置的严苛标准，但是自己认为梯度最大值比较合理了，例如达到0.001了，也可以中断计算，采纳该结果。但是用户自己要非常清楚原因。

收敛后，6个T：

<Dec13-2020> <15:26:06>  current energy                               -0.41752304 Hartree
<Dec13-2020> <15:26:06>  energy change                       0.00000046     0.00002000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  max stress energy / atom            0.00027473     0.00050000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  constrained gradient max            0.00000000     0.00100000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  constrained gradient rms            0.00000000     0.00066667    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  gradient max                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:26:06>  gradient rms                        0.00000000
<Dec13-2020> <15:26:06>  cart. step max                      0.00013245     0.01000000    T
<Dec13-2020> <15:26:06>  cart. step rms                      0.00009565     0.00666667    T

如果优化收敛了，或者我们认为结构已经可用了，中断了计算，那么SCM - Movie，最后一帧，即为优化好的结构。Movie窗口右侧显示能量的变化以及最大梯度、梯度均值的变化情况，以及原子受力的优化情况：

将Movie拖到最后一帧，Ctrl A全选，在其他AMSinput窗口Ctrl v粘贴即成功导入该优化好的结构，可以用于后续的能带、态密度、形成能等等计算了。这里我们得到了10GPa下，Si单晶的晶体结构。