<html>
  <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
  </head>
  <body>
    <p>The number outside of the bracket is the polarization value on
      one of the polarization branches. That value by itself can rarely
      be used as it is. In my experience, for BTO unit-cell the value
      you obtained initially is the one that corresponds to the real
      polarization which is obtained from experimental measurements.
      This is a coincidence. You can test this by doing a number of scf
      followed by nscf with Berry phase calculations for a sequence of
      distortions of the BTO atoms. You start with the centrosimmetric
      state where polarization will be zero (again, this is not always
      the case!) then you introduce a distortion along the z axis by
      moving the atoms towards their equilibrium position in the state
      with polarization P. By doing successice calculations like this
      and plotting the obtained polarization vs distortion, for BTO you
      will get a straight line from 0 to the value you obtained
      correspondint to the stable ferroelectric state. <br>
    </p>
    <p>I have not checked for BTO but I suspect that using a super-cell
      what happens is you end up on a different polarization branch. In
      the modern polarization theory, the polarization value is defined
      until a polarization quantum. To get the actual physical value
      that one obtaines from measurements one has to take the difference
      between the polarization obtained for the ferroelectric state and
      the centrosimmetric state. But here is the catch: both are
      obtained modulo a polarization quantum! So here is what happens:</p>
    <p>The polarization for the centrosimmetric state is:
      Pcentrosimmetric = Pc + n * Pq. Pcentrossimetric are the possible
      values that can be obtained starting from the calculated value Pc
      (the one given in the output) and the polarization quantum Pq and
      n is an integer. So if Pc = 0 initially, Pcentrossimetric can take
      the following vallues: ...., -2 Pq, -Pq, 0, Pq, 2Pq , ...etc.</p>
    <p>For the ferroelectric state something similar happens only:
      Pferroelectric= Pf + m*Pq. Pf is the value you obtain from the
      output and m is another integer! There is no guarantee that n=m!</p>
    <p>The value you are after is deltaP=Pferroelectric-Pcentrosimmetric
      as the theory states. But if n != m this difference will still be
      defined up to an integer times Pq! The catch is to make sure that
      both Pcentrosimemtric and Pferroelectric reside on the same branch
      defined by the same integer. <br>
    </p>
    <p>Now it is easy to tell if by luck both values are initially on
      the same branch then the difference makes sense physically. If
      they aren't then successibe calculations are needed. How many?
      that dependes on the complexity of the super cell and the
      material! I am not sure of the rules on this forum but I have
      proposed a way to obtain the polarization by doing only three
      calculations: one for the centrosimmetric state, one for the
      ferroelectric state and one for an intermediary state very close
      to the centrossimetric one. If you are interested I can send the
      paper over, maybe it will help!</p>
    <p><br>
    </p>
    <p>All the best,</p>
    <p><br>
    </p>
    <p>Lucian<br>
    </p>
    <p><br>
    </p>
    <p><br>
    </p>
    <p><br>
    </p>
    <div class="moz-cite-prefix">On 22/06/2022 15:46, Amar Singh via
      users wrote:<br>
    </div>
    <blockquote type="cite"
cite="mid:1655795224.S.1468.13178.f5mail-224-158.rediffmail.com.1655901986.11077@webmail.rediffmail.com">
      <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8">
      <span style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: Helvetica,
        sans-serif, arial; font-size: 12px;">What I understood up to now
        is that the bracketed number (mode 0.5099 C/m2) is, what the
        reference calls the "quantum of polarization", and it depends
        upon the size and choice of the unit-cell selected. On the other
        hand, the number outside bracket is the "change in
        polarization", which is typically known as saturation
        polarization (Ps).</span><br style="text-size-adjust: 100%;
        color: rgb(0, 0, 0); font-family: Helvetica, sans-serif, arial;
        font-size: 12px;">
      <br style="text-size-adjust: 100%; color: rgb(0, 0, 0);
        font-family: Helvetica, sans-serif, arial; font-size: 12px;">
      <span style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: Helvetica,
        sans-serif, arial; font-size: 12px;">Now, when I did some
        experiment with my unit-cell choice, the quantum of polarization
        0.5 C/m2 for 2X2X2 supercell changed to 2 C/m2 (exactly four
        times) for 1X1X1 cell, whereas Ps changed from -0.16 C/m2 to
        0.34 C/m2.</span><br style="text-size-adjust: 100%; color:
        rgb(0, 0, 0); font-family: Helvetica, sans-serif, arial;
        font-size: 12px;">
      <br style="text-size-adjust: 100%; color: rgb(0, 0, 0);
        font-family: Helvetica, sans-serif, arial; font-size: 12px;">
      <font face="Helvetica, sans-serif, arial" color="#000000"><span
          style="font-size: 12px;">I was expecting the quantum of
          polarization to either scale with the size of supercell or
          remain invariant, but here, on reducing the supercell volume
          to 1/8th, its value is quadrupled. On the other hand, change
          in polarization, which I was expecting to be independent of
          the choice of supercell size, has changed its magnitude as
          well as direction.</span></font><br style="text-size-adjust:
        100%; color: rgb(0, 0, 0); font-family: Helvetica, sans-serif,
        arial; font-size: 12px;">
      <br style="text-size-adjust: 100%; color: rgb(0, 0, 0);
        font-family: Helvetica, sans-serif, arial; font-size: 12px;">
      <span style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: Helvetica,
        sans-serif, arial; font-size: 12px;">I will really appreciate
        your help in understanding these numbers.</span><br>
      Thanks<br>
       <br>
      <br>
      <fieldset class="moz-mime-attachment-header"></fieldset>
      <pre class="moz-quote-pre" wrap="">_______________________________________________
The Quantum ESPRESSO community stands by the Ukrainian
people and expresses its concerns about the devastating
effects that the Russian military offensive has on their
country and on the free and peaceful scientific, cultural,
and economic cooperation amongst peoples
_______________________________________________
Quantum ESPRESSO is supported by MaX (<a class="moz-txt-link-abbreviated" href="http://www.max-centre.eu">www.max-centre.eu</a>)
users mailing list <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:users@lists.quantum-espresso.org">users@lists.quantum-espresso.org</a>
<a class="moz-txt-link-freetext" href="https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users">https://lists.quantum-espresso.org/mailman/listinfo/users</a></pre>
    </blockquote>
    <div class="moz-signature">-- <br>
      <b>Dr. Lucian Dragos Filip</b><br>
      National Institute of Materials Physics<br>
      Atomistilor str. 405A, PO Box MG. 7<br>
      Magurele, 077125<br>
      Bucharest, Romania<br>
      E-mail: <url><a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:lucian.filip@infim.ro">lucian.filip@infim.ro</a></url><br>
      Website: <url><a class="moz-txt-link-freetext" href="https://lucianfilip.wordpress.com/">https://lucianfilip.wordpress.com/</a></url><br>
    </div>
  </body>
</html>