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<div class="WordSection1">
<p class="MsoNormal">Dear QE users,<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">I am trying to run the Force theorem example (see [1] below for the link) with DFT+U. The original example is using PBE. The calculation procedure is the following:<o:p></o:p></p>
<ol style="margin-top:0in" start="1" type="1">
<li class="MsoListParagraph" style="margin-left:0in;mso-list:l0 level1 lfo1">Run collinear SCF calculation<o:p></o:p></li><li class="MsoListParagraph" style="margin-left:0in;mso-list:l0 level1 lfo1">Use SCF collinear calculation density and potentials to run NSCF SOC calculations with different magnetization angles and lforcet=True and use the energy differences<o:p></o:p></li></ol>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">I used Re atom in vacuum to test the procedure and here are the inputs I use:<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">For step 1:<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">&CONTROL<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> calculation = 'scf'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> outdir = 'pwscf_output'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> prefix = 'pwscf'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> pseudo_dir = './'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> wf_collect = .true.<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">/<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">&SYSTEM<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> degauss = 0.001<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> ecutwfc = 100<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> ibrav = 0<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> input_dft = 'pbe'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> nat = 1<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> nosym = .false.<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> nspin = 2<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> ntyp = 1<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> occupations = 'smearing'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> smearing = 'gauss'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> starting_magnetization(1) = 1<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> tot_charge = 2<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">/<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">&ELECTRONS<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> conv_thr = 1e-07<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">/<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> <o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">ATOMIC_SPECIES<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> Re 186.2 Re.pz-spn-rrkjus_psl.1.0.0.UPF<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">ATOMIC_POSITIONS bohr<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> Re -1.66168343 -0.00000189 0.00000756<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">K_POINTS automatic<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 1 1 1 0 0 0<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">CELL_PARAMETERS bohr<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 18.89726133 0.00000000 0.00000000<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 0.00000000 18.89726133 0.00000000<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 0.00000000 0.00000000 18.89726133<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">HUBBARD atomic<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">U Re-5d 4<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">Then for step 2, I copied the entire SCF calculation folder into another folder and modified the input file as the following:<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">&CONTROL<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> calculation = 'nscf'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> outdir = 'pwscf_output'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> prefix = 'pwscf'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> pseudo_dir = './'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> wf_collect = .true.<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">/<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">&SYSTEM<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> angle1(1) = 90<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> angle2(1) = 0<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> degauss = 0.001<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> ecutwfc = 100<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> ibrav = 0<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> input_dft = 'pbe'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> lspinorb = .true.<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> lforcet = .true.<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> nat = 1<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> nbnd = 14<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> noncolin = .true.<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> nosym = .true.<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> ntyp = 1<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> occupations = 'smearing'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> smearing = 'gauss'<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> starting_magnetization(1) = 1<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> tot_charge = 2<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">/<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">&ELECTRONS<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> conv_thr = 1e-07<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">/<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> <o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">ATOMIC_SPECIES<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> Re 186.2 Re.rel-pz-spn-rrkjus_psl.1.0.0.UPF<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">ATOMIC_POSITIONS bohr<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> Re -1.66168343 -0.00000189 0.00000756<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">K_POINTS automatic<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 1 1 1 0 0 0<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">CELL_PARAMETERS bohr<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 18.89726133 0.00000000 0.00000000<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 0.00000000 18.89726133 0.00000000<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> 0.00000000 0.00000000 18.89726133<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">HUBBARD atomic<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">U Re-5d 4<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">Notice, that between step 1 and 2 parameters in the &CONTROL and &SYSTEM cards are different and step 1 uses a scalar relativistic potential, while step 2 uses full relativistic potential from pslibrary.
<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
<p class="MsoNormal">Step 1 completes successfully, but the step 2 gives the following error:<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> Error in routine read_scf (1):<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> Reading ldaU ns<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">I used QE 7.4 to run these calculations. Both step 1 and step 2 are completed without any error if I use PBE only (no hubbard-U).<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
<p class="MsoNormal">I am suspecting that the error is because in the NSCF-SOC calculation expects a Hubbard calculation manifold double in size (10x10 in noncollinear vs 5x5 in collinear in d-orbitals).
<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
<p class="MsoNormal">I am not sure if there are any fundamental reasons why the force theorem would not work in DFT+U formalism, because the above examples work when Hubbard-U is disabled (PBE only).
<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> <o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">[1] <a href="https://gitlab.com/QEF/q-e/-/blob/f184591e9f34cfcc7767505a23977a92286e8ba6/PP/examples/ForceTheorem_example/run_example">
https://gitlab.com/QEF/q-e/-/blob/f184591e9f34cfcc7767505a23977a92286e8ba6/PP/examples/ForceTheorem_example/run_example</a><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">Best,<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">Kayahan<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"> <o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">Dr. Kayahan Saritas<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">R&D Associate, Materials Theory Group<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">Materials Sciences and Technology Division<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal">Oak Ridge National Laboratory<o:p></o:p></p>
<p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
</div>
</body>
</html>