<div dir="ltr">Dear all Quantum Espresso users:<div><br></div><div>I have used pw.x and cp.x code to compute equilibrium lattice structure of 1T-HfS2 (Halfnium Disulfide) respectively, and I find that they give very different results.</div><div><br></div><div><b>For pwscf simulation, the input file are given below.</b></div><div><div><i>&control</i></div><div><i>    calculation='vc-relax',</i></div><div><i>!    restart_mode='from_scratch',</i></div><div><i>    tstress = .true.</i></div><div><i>    tprnfor = .true.</i></div><div><i>   </i></div><div><i>    wf_collect=.true.</i></div><div><i>    etot_conv_thr=1e-6</i></div><div><i>    forc_conv_thr=1e-5</i></div><div><i>    prefix='Hf',</i></div><div><i>    pseudo_dir='/potential'</i></div><div><i>    outdir='./tmp/',</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &system</i></div><div><i>    ibrav= 4,</i></div><div><i>    a=3.6529</i></div><div><i>   c=5.6544</i></div><div><i>    nat=  3, ntyp= 2,</i></div><div><i>    ecutwfc =50</i></div><div><i>    vdw_corr='DFT-D',</i></div><div><i> !   lspinorb=.true.</i></div><div><i> !   noncolin=.true.</i></div><div><i> !   ecutrho=300</i></div><div><i> !   nbnd=14</i></div><div><i>!    occupations='smearing'</i></div><div><i>!    smearing='gaussian'</i></div><div><i>!   degauss=0.01</i></div><div><i> !  nspin=2</i></div><div><i> !   starting_magnetization(1)=0.1</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &electrons</i></div><div><i>    conv_thr=1e-12</i></div><div><i>    mixing_beta = 0.7</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &ions</i></div><div><i>    ion_dynamics = 'bfgs'</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &cell</i></div><div><i>    cell_dynamics = 'bfgs'</i></div><div><i> </i></div><div><i>/</i></div><div><i>ATOMIC_SPECIES</i></div><div><i> Hf  95.94  Hf.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i> S  32.065  S.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>ATOMIC_POSITIONS (crystal)</i></div><div><i>Hf      -0.000000000  -0.000000000  -0.000000000</i></div><div><i>S        0.666666667   0.333333333   0.257234636</i></div><div><i>S        0.333333333   0.666666667  -0.257234636</i></div><div><i> K_POINTS automatic</i></div><div><i>10 8 8 0 0 0</i></div><div><br></div><div>The relaxed lattice structure is the one included in this input file (I first did the full relaxation after which I copied the resulting relaxed lattice structure into this input file, then modified this file to compute electronic structure and phonons). The forces acting on atoms are small and I believe this should be the equilibrium structure of 1T-HfS2.</div><div><br></div><div><div><i>     Forces acting on atoms (Ry/au):</i></div><div><i><br></i></div><div><i>     atom    1 type  1   force =     0.00000000    0.00000000    0.00000000</i></div><div><i>     atom    2 type  2   force =     0.00000000    0.00000000   -0.00001404</i></div><div><i>     atom    3 type  2   force =    -0.00000000    0.00000000    0.00001404</i></div><div><i><br></i></div><div><i>     Total force =     0.000020     Total SCF correction =     0.000001</i></div><div><i><br></i></div><div><i><br></i></div><div><i>     entering subroutine stress ...</i></div><div><i><br></i></div><div><i>          total   stress  (Ry/bohr**3)                   (kbar)     P=   -0.16</i></div><div><i>  -0.00000129  -0.00000000   0.00000000         -0.19     -0.00      0.00</i></div><div><i>  -0.00000000  -0.00000129   0.00000000         -0.00     -0.19      0.00</i></div><div><i>   0.00000000   0.00000000  -0.00000078          0.00      0.00     -0.12</i></div></div><div><i><br></i></div><div><b>For cp.x, </b>I carefully follow the steps required to carry out a CP simulations: Relax electronic structure to ground state -> Relax the ion positions -> relax the cells. The input files are attached below.</div><div><br></div><div><b>Electronic relaxation</b></div><div><div><i>&control</i></div><div><i>    calculation='cp',</i></div><div><i>    title='Halfnium disulfide'</i></div><div><i>    restart_mode='from_scratch',</i></div><div><i>    ndr=50,</i></div><div><i>    ndw=50,</i></div><div><i>    nstep=10000,</i></div><div><i>    iprint=100</i></div><div><i>    isave=100,</i></div><div><i>    tstress = .true.</i></div><div><i>    tprnfor = .true.</i></div><div><i>    dt=10,</i></div><div><i>    wf_collect=.true.</i></div><div><i>    etot_conv_thr=1e-6</i></div><div><i>    forc_conv_thr=1e-3</i></div><div><i>    ekin_conv_thr=1e-5</i></div><div><i>    prefix='HfS2',</i></div><div><i>    pseudo_dir='/home/jpeng/HfS2/potential'</i></div><div><i>    outdir='./tmp/',</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &system</i></div><div><i>    ibrav= 4,</i></div><div><i>    a=3.6529</i></div><div><i>   c=5.6544</i></div><div><i>    nat=  3, ntyp= 2,</i></div><div><i>    ecutwfc =50</i></div><div><i>    vdw_corr='DFT-D',</i></div><div><i> !   lspinorb=.true.</i></div><div><i> !   noncolin=.true.</i></div><div><i> !   ecutrho=300</i></div><div><i> !   nbnd=14</i></div><div><i>!    occupations='smearing'</i></div><div><i>!    smearing='gaussian'</i></div><div><i>!   degauss=0.01</i></div><div><i> !  nspin=2</i></div><div><i> !   starting_magnetization(1)=0.1</i></div><div><i>! Hf  95.94  Hf.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>! S  32.065  S.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &electrons</i></div><div><i>    electron_dynamics='damp'</i></div><div><i>!    electron_velocities='zero'</i></div><div><i>    emass=400</i></div><div><i>    emass_cutoff=1</i></div><div><i>    electron_damping=0.1</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &ions</i></div><div><i>    ion_dynamics = 'none'</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &cell</i></div><div><i>    cell_dynamics = 'none'</i></div><div><i> </i></div><div><i>/</i></div><div><i>ATOMIC_SPECIES</i></div><div><i> Hf  95.94  Hf.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i> S  32.065  S.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>ATOMIC_POSITIONS (crystal)</i></div><div><i>Hf      -0.000000000  -0.000000000  -0.000000000</i></div><div><i>S        0.666666667   0.333333333   0.257234636</i></div><div><i>S        0.333333333   0.666666667  -0.257234636</i></div><div><i> K_POINTS automatic</i></div><div><i>10 8 8 0 0 0</i></div><div style="font-weight:bold"><br></div></div><div style="font-weight:bold">Ion relaxation</div><div><div><i>&control</i></div><div><i>    calculation='cp',</i></div><div><i>    title='Halfnium disulfide'</i></div><div><i>    restart_mode='restart',</i></div><div><i>    ndr=50,</i></div><div><i>    ndw=51,</i></div><div><i>    nstep=50000,</i></div><div><i>    iprint=100</i></div><div><i>    isave=100,</i></div><div><i>    tstress = .true.</i></div><div><i>    tprnfor = .true.</i></div><div><i>    dt=10,</i></div><div><i>    wf_collect=.true.</i></div><div><i>    etot_conv_thr=1e-6</i></div><div><i>    forc_conv_thr=1e-3</i></div><div><i>    ekin_conv_thr=1e-5</i></div><div><i>    prefix='HfS2',</i></div><div><i>    pseudo_dir='/home/jpeng/HfS2/potential'</i></div><div><i>    outdir='./tmp/',</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &system</i></div><div><i>    ibrav= 4,</i></div><div><i>    a=3.6529</i></div><div><i>   c=5.6544</i></div><div><i>    nat=  3, ntyp= 2,</i></div><div><i>    ecutwfc =50</i></div><div><i>    vdw_corr='DFT-D',</i></div><div><i> !   lspinorb=.true.</i></div><div><i> !   noncolin=.true.</i></div><div><i> !   ecutrho=300</i></div><div><i> !   nbnd=14</i></div><div><i>!    occupations='smearing'</i></div><div><i>!    smearing='gaussian'</i></div><div><i>!   degauss=0.01</i></div><div><i> !  nspin=2</i></div><div><i> !   starting_magnetization(1)=0.1</i></div><div><i>! Hf  95.94  Hf.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>! S  32.065  S.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &electrons</i></div><div><i>    electron_dynamics='damp'</i></div><div><i>!    electron_velocities='zero'</i></div><div><i>    emass=400</i></div><div><i>    emass_cutoff=1</i></div><div><i>    electron_damping=0.1</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &ions</i></div><div><i>    ion_dynamics = 'damp'</i></div><div><i>    ion_damping=0.1</i></div><div><i>    ion_nstepe=10</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &cell</i></div><div><i>    cell_dynamics = 'none'</i></div><div><i> </i></div><div><i>/</i></div><div><i>ATOMIC_SPECIES</i></div><div><i> Hf  95.94  Hf.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i> S  32.065  S.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>ATOMIC_POSITIONS (crystal)</i></div><div><i>Hf      -0.000000000  -0.000000000  -0.000000000</i></div><div><i>S        0.666666667   0.333333333   0.257234636</i></div><div><i>S        0.333333333   0.666666667  -0.257234636</i></div><div><i> K_POINTS automatic</i></div><div><i>10 8 8 0 0 0</i></div><div style="font-weight:bold"><br></div></div><div style="font-weight:bold">Cell relaxation</div><div><div><i>&control</i></div><div><i>    calculation='vc-cp',</i></div><div><i>    title='Halfnium disulfide'</i></div><div><i>    restart_mode='reset_counters',</i></div><div><i>    ndr=51,</i></div><div><i>    ndw=52,</i></div><div><i>    nstep=50000,</i></div><div><i>    iprint=100</i></div><div><i>    isave=100,</i></div><div><i>    tstress = .true.</i></div><div><i>    tprnfor = .true.</i></div><div><i>    dt=10,</i></div><div><i>    wf_collect=.true.</i></div><div><i>    etot_conv_thr=1e-6</i></div><div><i>    forc_conv_thr=1e-3</i></div><div><i>    ekin_conv_thr=1e-5</i></div><div><i>    prefix='HfS2',</i></div><div><i>    pseudo_dir='/home/jpeng/HfS2/potential'</i></div><div><i>    outdir='./tmp/',</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &system</i></div><div><i>    ibrav= 4,</i></div><div><i>    a=3.6529</i></div><div><i>   c=5.6544</i></div><div><i>    nat=  3, ntyp= 2,</i></div><div><i>    ecutwfc =50</i></div><div><i>    vdw_corr='DFT-D',</i></div><div><i> !   lspinorb=.true.</i></div><div><i> !   noncolin=.true.</i></div><div><i> !   ecutrho=300</i></div><div><i> !   nbnd=14</i></div><div><i>!    occupations='smearing'</i></div><div><i>!    smearing='gaussian'</i></div><div><i>!   degauss=0.01</i></div><div><i> !  nspin=2</i></div><div><i> !   starting_magnetization(1)=0.1</i></div><div><i>! Hf  95.94  Hf.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>! S  32.065  S.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &electrons</i></div><div><i>    electron_dynamics='damp'</i></div><div><i>!    electron_velocities='zero'</i></div><div><i>    emass=400</i></div><div><i>    emass_cutoff=1</i></div><div><i>    electron_damping=0.1</i></div><div><i>/</i></div><div><i> &ions</i></div><div><i>    ion_dynamics = 'damp'</i></div><div><i>    ion_damping=0.1</i></div><div><i>    ion_nstepe=10</i></div><div><i> /</i></div><div><i> &cell</i></div><div><i>    cell_dynamics = 'pr'</i></div><div><i>!    cell_damping=0.1</i></div><div><i>!    cell_dofree=volume</i></div><div><i>/</i></div><div><i>ATOMIC_SPECIES</i></div><div><i> Hf  95.94  Hf.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i> S  32.065  S.pbe-mt_fhi.UPF</i></div><div><i>ATOMIC_POSITIONS (crystal)</i></div><div><i>Hf      -0.000000000  -0.000000000  -0.000000000</i></div><div><i>S        0.666666667   0.333333333   0.257234636</i></div><div><i>S        0.333333333   0.666666667  -0.257234636</i></div><div><i> K_POINTS automatic</i></div><div><i>10 8 8 0 0 0</i></div><div style="font-weight:bold"><br></div></div><div style="font-weight:bold">The final equilibrium lattice structure obtained by cp.x is:</div><div><div><b> </b><i>  CELL_PARAMETERS</i></div><div><i>    8.27944202   -3.49986616   -1.28541441</i></div><div><i>    0.43381045    6.25063702   -0.26433640</i></div><div><i>   -1.81611680   -0.30736678    9.28229385</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   System Density [g/cm^3] :              3.7550323993</i></div><div><i><br></i></div><div><i><br></i></div><div><i>   System Volume [A.U.^3] :            477.6950599279</i></div><div><i><br></i></div><div><i><br></i></div><div><i>   Center of mass square displacement (a.u.):   0.271737</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   Total stress (GPa)</i></div><div><i>       -0.00003957         0.00000336         0.00017132</i></div><div><i>        0.00000336        -0.00001393         0.00003875</i></div><div><i>        0.00017132         0.00003875         0.00048005</i></div><div><i>   ATOMIC_POSITIONS</i></div><div><i>   Hf     -0.57392945538368E+00    -0.32523714658422E+00    -0.78842946683202E-01</i></div><div><i>   S       0.61817237992192E+01     0.34715217744206E+01     0.20852180260292E+00</i></div><div><i>   S       0.31507619982481E+00     0.41860506478142E+01    -0.20961035507250E+01</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   ATOMIC_VELOCITIES</i></div><div><i>   Hf     -0.49417894612947E-07    -0.41246570825668E-07    -0.28182774835127E-06</i></div><div><i>   S       0.29443574450584E-06     0.17988901894696E-06     0.34817154465079E-06</i></div><div><i>   S      -0.14657506118618E-06    -0.56477323752712E-07     0.49507043808484E-06</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   Forces acting on atoms (au):</i></div><div><i>   Hf     -0.18727766763523E-03    -0.15291863668542E-03    -0.99976280595181E-03</i></div><div><i>   S       0.33856074345196E-03     0.20689440901408E-03     0.40153992932368E-03</i></div><div><i>   S      -0.17602213243772E-03    -0.68887225779463E-04     0.57298561574671E-03</i></div><div><i><br></i></div><div>A visualization is attached here </div><div style="font-weight:bold">

<img src="cid:ii_jflvrr3t1_162938e849a1b032" width="438" height="430" style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; font-size: small; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 700; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">

<br><br></div></div><div style="font-weight:bold">while by pwscf, the equilibrium lattice structure is:</div><div><div><i>   CELL_PARAMETERS</i></div><div><i>    6.90298059   -3.45149030    0.00000000</i></div><div><i>    0.00000000    5.97815655    0.00000000</i></div><div><i>    0.00000000    0.00000000   10.68526745</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   System Density [g/cm^3] :              4.0679453101</i></div><div><i><br></i></div><div><i><br></i></div><div><i>   System Volume [A.U.^3] :            440.9499858676</i></div><div><i><br></i></div><div><i><br></i></div><div><i>   Center of mass square displacement (a.u.):   0.000000</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   Total stress (GPa)</i></div><div><i>       32.06481501        -0.01335027        -0.00956254</i></div><div><i>       -0.01335027        32.07951164        -0.00592770</i></div><div><i>       -0.00956139        -0.00592704         2.04176052</i></div><div><i>   ATOMIC_POSITIONS</i></div><div><i>   Hf      0.00000000000000E+00    -0.00000000000000E+00    -0.00000000000000E+00</i></div><div><i>   S       0.34514902988605E+01     0.19927188491672E+01     0.27486208819801E+01</i></div><div><i>   S      -0.34514902047533E-08     0.39854377043125E+01    -0.27486208819801E+01</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   ATOMIC_VELOCITIES</i></div><div><i>   Hf      0.00000000000000E+00     0.00000000000000E+00     0.00000000000000E+00</i></div><div><i>   S       0.00000000000000E+00     0.00000000000000E+00     0.00000000000000E+00</i></div><div><i>   S       0.00000000000000E+00     0.00000000000000E+00     0.00000000000000E+00</i></div><div><i><br></i></div><div><i>   Forces acting on atoms (au):</i></div><div><i>   Hf      0.70847502228925E-03     0.43071957102166E-03    -0.17703368862259E-04</i></div><div><i>   S      -0.52668423530029E-03    -0.28607208606422E-03    -0.81547327015321E-01</i></div><div><i>   S      -0.41998284595312E-03    -0.22039679837681E-03     0.81837284893753E-01</i></div><div style="font-weight:bold"><br></div></div><div style="">A visulization is attached below</div><div style="">

<img src="cid:ii_jflvqr3y0_162938dccb675c27" width="475" height="421" style="color: rgb(34, 34, 34); font-family: arial, sans-serif; font-size: small; font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 700; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; white-space: normal; widows: 2; word-spacing: 0px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">

<br></div><div style="font-weight:bold"><br></div><div style="font-weight:bold"><br></div><div style="">I am expecting some difference because pw.x uses DFT and BFGS algorithm to relax the lattice structure while cp.x uses CP method, but not so large a difference. Especially since the lattice structure given by pw.x agrees with experiments and other published works, I am suspecting is it because I have not correctly carried out variable cell CP simulations. </div><div style=""><br></div><div style="">Can anyone help me understand the discrepancy I see in the results produced by pw.x and cp.x code? Or pointing out any mistake I have made during my simulations?</div><div style=""><br></div><div style="">Thank you in advance for your help, sincerely!<br><br></div><div style="">Best</div><div style="">Jie</div>-- <br><div class="gmail_signature"><div dir="ltr"><div><div style="font-size:12.8px">------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br>Jie Peng</div><div style="font-size:12.8px">PhD student<br>2134 Glenn Martin Hall, Mechanical Engineering, University of Maryland<br>College Park, Maryland, USA<br>Phone:(+1) 240-495-9445<br></div><div style="font-size:12.8px">Email: <a href="mailto:jiepeng@umd.edu" target="_blank">jiepeng@umd.edu</a><br></div></div><div><br></div></div></div>
</div></div>