金属クロムの反強磁性状態をABINITで計算してみる

00Cr-bcc-AFM.md

金属クロムの反強磁性状態をABINITで計算してみる

金属クロムの安定な磁気構造は spin density wave (SDW) とのことだが、 長周期構造を使うわけにもいかないときのために、反強磁性 (AFM) 状態 をbccの conventional unit cell で出してみる。

用意するファイル

3つのファイルを用意する。

• bcc-AFM.files（下記）
• bcc-AFM.in（下記）
• Cr-sp-high.psp8 http://www.abinit.org/downloads/pseudodojo/pseudodojo から取ってくる

実行と確認

DATASET 4だけ反強磁性状態になっていることが確認できる。

ln -s /SOMEWHERE/abinit-8.0.8/src/98_main/abinit .
mpiexec -np 10 ./abinit < bcc-AFM.files > bcc-AFM.log
grep -A2 '  Diff' bcc-AFM.out
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     6.016727     6.016672     12.033399     0.000055
    2   2.00000     6.016675     6.016726     12.033401    -0.000051
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     5.990007     5.990007     11.980014    -0.000001
    2   2.00000     5.990009     5.990006     11.980014     0.000003
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     5.977957     5.977981     11.955939    -0.000024
    2   2.00000     5.977982     5.977956     11.955938     0.000026
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     6.016905     5.887581     11.904486     0.129324
    2   2.00000     5.887582     6.016907     11.904489    -0.129325
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     5.945562     5.945588     11.891150    -0.000025
    2   2.00000     5.945584     5.945565     11.891150     0.000019
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     5.918068     5.917273     11.835342     0.000795
    2   2.00000     5.917238     5.918109     11.835347    -0.000870
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     5.923020     5.922983     11.846003     0.000037
    2   2.00000     5.922958     5.922996     11.845954    -0.000039
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     5.902490     5.902744     11.805235    -0.000254
    2   2.00000     5.902747     5.902520     11.805267     0.000226
--
 Atom    Radius    up_density   dn_density  Total(up+dn)  Diff(up-dn)
    1   2.00000     5.885464     5.885408     11.770872     0.000055
    2   2.00000     5.885399     5.885469     11.770868    -0.000070

そのまま鉄 (Fe) にすると

そのまま鉄 (Fe) にすると、ほぼ全領域でAFMの準安定状態が計算できる。

参考文献

• Manabu Takahashi and Junichi Igarashi: Ab Initio Study of L-edge X-ray Resonant Scattering from Chromium in Spin Density Wave State
• AkaiKKRで反強磁性クロム

bcc-AFM.files

bcc-AFM.in
bcc-AFM.out
bcc-AFM_i
bcc-AFM_o
bcc-AFM
Cr-sp-high.psp8

bcc-AFM.in

optcell 0
occopt 4
tsmear 0.02
nsppol 2

prtwf 0
prtden 0

ecut 43.0
ecutsm 3.0
dilatmx 1.1

ndtset 9
acell1  3*5.15
acell2  3*5.20
acell3  3*5.25
acell4  3*5.30
acell5  3*5.35
acell6  3*5.40
acell7  3*5.45
acell8  3*5.50
acell9  3*5.55

rprim  1 0 0
       0 1 0
       0 0 1

# increase the number of bands
nband 32

#Definition of the atom types
ntypat 1
znucl 24

#Definition of the atoms
natom 2
typat 2*1
xred
  0.0 0.0 0.0
  0.5 0.5 0.5

spinat 0.0 0.0  0.2
       0.0 0.0 -0.2

#Definition of the k-point grid
kptopt 1
ngkpt  8 8 8
nshiftk 1
shiftk 0.5 0.5 0.5

#Definition of the SCF procedure
nstep 99
toldfe 1.0d-8